Evaluación del desempeño de reactores electroquímicos asistidos con ultrasonido para la remoción de amoxicilina en fase acuosa

Abstract

En la actualidad existe una gran cantidad de fármacos que son utilizados tanto en la medicina humana como en la veterinaria, y su presencia en el medio acuoso se ha convertido en un problema ecológico de interés debido a que pueden causar cambios en los ecosistemas afectando a los seres vivos. La amoxicilina es un antibiótico muy utilizado debido a su capacidad para contrarrestar una gran cantidad de enfermedades. Este antibiótico no es completamente metabolizado en el cuerpo humano por lo que se puede encontrar en las excreciones, esto conlleva a su presencia en las aguas residuales y consecuentemente a su aparición en el medio ambiente. La presencia de amoxicilina en el medio acuático puede causar graves alteraciones en el ecosistema y con el fin de evitar estos efectos, este contaminante debe ser removido de los efluentes para evitar su entrada al medio. Se han estudiado métodos como la oxidación química mediante reactivos Fenton, floculación y tratamientos fotoquímicos para la remoción de la amoxicilina y otros contaminantes, pero el coto de implementación aún es elevado. En este estudio se utiliza un proceso electroquímico asistido con ultrasonido buscando una mejor eficiencia de remoción de la amoxicilina, así mismo se analiza cada proceso por separado. Se encontró que una densidad de potencia ultrasónica de 116 Wl-1 no modifica la concentración de 30 ppm de amoxicilina presente en el medio. Por otro lado, en el proceso electroquímico usando ánodos de hierro y de carbón vítreo se obtuvieron remociones del 62 y 95 %, respectivamente después de una hora de tratamiento. Finalmente, se analizó el comportamiento del proceso electroquímico (ánodo de Fe) asistido con ultrasonido dando una remoción del 55 % del fármaco en el mismo lapso de tiempo que los procesos anteriormente mencionados. Por lo cual, el ultrasonido disminuyo la eficiencia de remoción del fármaco. Cuando el ánodo de hierro es utilizado, este actúa como proveedor de los óxidos de hierro no solubles, que son promotores de la formación de flóculos, y debido a que el ultrasonido incrementa el micromezclado, puede estar disminuyendo la formación de los flóculos y al mismo tiempo la remoción del fármaco.

Nowadays a large amount of drugs which are used both in human medicine and veterinary, and their presence in the aqueous medium has become an issue of interest because they can cause changes in ecosystems affecting living beings. Amoxicillin is an antibiotic widely used due to its ability to treat a large number of diseases. This antibiotic is not completely metabolized in the human body so it can be found in excretions; this leads to their presence in wastewater and consequently their occurrence in the environment. The presence of amoxicillin in the aquatic environment can cause serious disturbances in the ecosystem and in order to avoid these effects, this contaminant must be removed from the medium. Many methods have been studied as chemical oxidation by Fenton reagents, flocculation and photochemical treatment for the removal of amoxicillin and other contaminants as well, but its efficiency is still limited. In this study, an electrochemical process assisted by ultrasound is analyzed for seeking a better removal efficiency of amoxicillin; likewise each process is studied separately. Results show that with an ultrasonic power density of 116W l-1 does not change the concentration of amoxicillin present in the medium. In the other hand, in the electrochemical process which is carried out with anodes of glassy carbon and iron, removals of 95 and 62% were obtained in an hour respectively. Finally, the electrochemical process (Fe anode) assisted by ultrasound removed 55% of the drug in the same period that the processes mentioned above. When the iron anode is being used this performs as insoluble iron oxides provider which excites flocs formation. Nevertheless, ultrasound affects the mixing causing a decrease of flocs and drug removing.