CBL - Campus del Baix Llobregat

Projecte llegit

Títol: Solucions verdes per al tractament de la contaminació de les aigües subterrànies: avaluació de la disminució d'antibiòtics, pesticides i gens de resistència als antibiòtics mitjançant un fotobioreactor a escala real

Estudiant que ha llegit aquest projecte:

Tutor/Cotutor: CENDRA GASCON, MARIA DEL MAR

Departament: DEAB

Títol: Solucions verdes per al tractament de la contaminació de les aigües subterrànies: avaluació de la disminució d'antibiòtics, pesticides i gens de resistència als antibiòtics mitjançant un fotobioreactor a escala real

Data inici oferta: 07-02-2023      Data finalització oferta: 07-10-2023

Estudis d'assignació del projecte:
    GR ENG SIS BIOLÒGICS
    GR ENG SIS BIOLÒG 23

Lloc de realització:


En empresa (cal signar un conveni de cooperació)

        Tutor Extern: Jessica Subirats Medina
        Institució/Empresa: CSIC

Paraules clau:
Antibiòtics, pesticides, aigües contaminades, gens de resistència a antibiòtics

Descripció del contingut i pla d'activitats:
Els Estats membres de la UE tenen l'obligació (DWD 98/83/CE) de proporcionar aigua neta i saludable a tots els ciutadans. Tot i així la qualitat de l'aigua proporcionada a una part significativa de la població europea no se'n controla adequadament i els possibles riscos per a la salut no es reconeixen (EUR-Lex - 31998L0083 - EN - EUR-Lex).
Les subministracions molt petites, com ara petits pobles o granges situades en zones rurals, poden ser les més afectades per la combinació de diversos factors: i) l'augment de la contaminació de les aigües subterrànies; ii) els alts costos d'inversió i operatius dels tractaments convencionals (com ara els sistemes de membrana), que no són assequibles per als gestors de subministraments petits (normalment pous privats i familiars); iii) l'accés limitat a l'aigua regenerada a causa del major cost en el tractament de petits volums d'aigua en comparació amb les àrees urbanes i industrials (Majuru, Suhrcke and Hunter, 2016). A més, aquest problema s'agreuja a causa de la gran demanda d'aigua de la ramaderia.
Les solucions verdes per eliminar contaminants a l'aigua contaminada són necessàries per protegir el medi ambient, preservar els recursos hídrics, salvaguardar la salut humana i complir amb les regulacions ambientals. Aquestes solucions ofereixen enfocaments més sostenibles, segurs i econòmicament viables per abordar els reptes de la contaminació de l'aigua. El present treball de final de grau té com objectiu explorar l'eficàcia d'un nou tractament d'aigua subterrània basat en l'ús de microoalgues i bacterias desnitrificants (fotobioreactor a escala real) complementat amb l'ús d'una matriu de fusta i suro per millorar els rendiments en l'atenuació de contaminants químics (antibiòtics i pesticides) i biològics (ARGs).

Concretament, el TFG participarà en les següents activitats:

1. Campanyes de mostreigs a la planta pilot situada a l'IRTA Torre Marimon (Barcelona).
2. Processament de les mostres recollides.
3. Anàlisi químic de les mostres d'aigua per a la detecció de plaguicides i antibiòtics mitjançant la tecnologia HPLC-MS.
4. Anàlisi microbiològic de les mostres d'aigua per a la detecció de gens de resistència als antibiòtics (ARGs) mitjançant tècniques moleculars com la PCR en temps real (qPCR).
5. Anàlisi estadístic de les dades.

Overview (resum en anglès): Groundwater, as the primary source of freshwater globally, represents approximately 97% of the total freshwater supply on Earth. However, this vital resource is exposed to contamination resulting from human activities such as agriculture, livestock farming, and industry. In particular, the use of fertilizers, application of pesticides, and indiscriminate use of antibiotics can infiltrate the soil, reach aquifers, and lead to the presence of contaminants such as antibiotics, pesticides, and antibiotic resistance genes.
Within the scope of this study, the efficiency of a green technology system, based on microalgae and bacteria along with wood and cork pellets, in the removal of antibiotics, pesticides, and antibiotic resistance genes in groundwater contaminated by agricultural exploitation was investigated.
The abundance of three antibiotic resistance genes (ARGs) (sul1, qnrS1, and tetM), as well as the integrase gene of class 1 integrons (intI1), related to gene mobilization among bacteria, was determined in the untreated groundwater and at different points in the pilot plant using qPCR. Additionally, the 16S rRNA gene, used as an indicator of bacterial abundance in the samples under study, was also analyzed. Antibiotics and pesticides were analyzed in the same samples using liquid chromatography-mass spectrometry (HPLC-MS and/or GC-MS) technologies.
The results obtained indicate that the technology based on microalgae and bacteria, in conjunction with wood and cork pellets, could be optimal for the removal of ARGs. However, it is important to ensure that the bacteria introduced into the system, responsible for contaminant removal in water, are not carriers of these genes. Furthermore, the green technology used in this study proved to be effective in the removal of antibiotics and pesticides in contaminated waters.
These findings highlight the importance of addressing these issues and demonstrate the efficacy of green technologies in the removal of these contaminants, thus contributing to the preservation of water quality and environmental protection.


© CBLTIC Campus del Baix Llobregat - UPC