Resumen

Uno de los mayores logros en salud pública a principios del siglo XX fue la introducción de cloro como agente desinfectante en los sistemas de potabilización. Sin embargo hoy en día se sabe que dicho cloro no es eficiente para la inactivación de algunas esporas, quistes, ooquistes ó virus. Además, desde 1974 se conoce que dicho cloro reacciona con la materia orgánica natural (MON) del agua para dar lugar a compuestos clorados entre los que se encuentran los trihalometanos (THMs), los cuales están considerados como compuestos potencialmente cancerígenos, genotóxicos y mutagénicos. Además la concentración de THMs está regulada en España a través del RD 140/2003 a un nivel máximo de 100 µg L-1. Por estas razones en la actualidad algunas plantas de tratamiento de aguas potables trabajan con desinfectantes alternativos al cloro (principalmente ClO2 ó O3) que tienen un mayor poder de desinfección y reducen la formación de THMs.
Debido a la interacción del cloro añadido como desinfectante con la MON del agua y a la formación de subproductos de la desinfección (SPDs), se han realizado numerosos estudios dirigidos a la caracterización de dichos precursores orgánicos. De modo general se puede decir que la MON del agua está formada por una fracción hidrófoba (ácidos húmicos, fúlvicos y/o derivados de la lignina) y una fracción hidrófila (sacáridos, proteínas, compuestos de polaridad media/alta con grupos carbonílicos cetónicos y/o carboxílicos). De entre todos estos compuestos, los derivados de fenol y los compuestos ß-dicarbonílicos son considerados como los principales precursores de los SPDs.
Además de la MON del agua están siendo detectados en las aguas de abastecimiento o potables muchos compuestos derivados de la actividad humana. Algunos de estos compuestos han sido regulados (p.ej. la presencia de pesticidas) aunque actualmente hay un grupo de contaminantes emergentes como son los compuestos farmacéuticos.
Considerando estos precedentes nos propusimos realizar un estudio de los parámetros de calidad relacionados con la materia orgánica del agua y con microorganismos resistentes a la cloración.
Inicialmente se procedió a la caracterización de la materia orgánica disuelta del río Turia (Capítulo 3). Entre las diversas conclusiones que se derivan del estudio cabe destacar la abundancia de estructuras derivadas de polisacáridos y de ácidos grasos. Además, inesperadamente no se observa la presencia de ácidos húmicos y fúlvicos. En contraste, se ha detectado paracetamol, un compuesto considerado contaminante emergente en las aguas de abastecimiento. Teniendo en cuenta el alto contenido en polisacáridos en el agua del río Turia, se procedió a evaluar el comportamiento de los carbohidratos como precursores de THMs en la cloración (Capítulo 4). Los resultados indican que concentraciones elevadas de carbohidratos en aguas pueden contribuir notablemente a la formación de THMs.
Estudios previos habían demostrado que la presencia de cationes metálicos (p.ej. cobre) es un factor determinante en la formación de THMs. Basándonos en estos precedentes y teniendo en cuenta la alta concentración de otros cationes metálicos en las aguas naturales evaluamos la influencia de la presencia de los iones Ca+2 y Mg+2 en la formación de THMs en la cloración de disoluciones modelo y en una muestra de agua del río Turia (Capítulo 5). Los resultados indican que la presencia de dichos iones favorece la formación de THMs en la cloración.
Considerando la presencia de contaminantes emergentes evaluamos la reactividad de antibióticos ß-lactámicos (penicilina, amoxicilina y cefadroxil, Capítulo 6) y de amino ácidos (triptófano, tirosina e histidina, Capítulo 7) frente al ClO2. Se concluye del estudio que el ClO2 es efectivo para la eliminación de amoxicilina y cefadroxil e ineficiente para la penicilina. Además, se ha propuesto un mecanismo de reacción del ClO2 para todos estos compuestos que está de acuerdo con datos y reactividad del ClO2. Finalmente, se ha comprobado que cuando se aplica el ClO2 como pretratamiento a la cloración se produce una reducción de THMs formados en comparación con ensayos donde las disoluciones modelo no han sido pretratadas.
Finalmente, se ha evaluado la eficacia de desinfección de un sistema fotocatalítico basado en fibras de TiO2 para la descontaminación de aguas conteniendo microorganismos resistentes a la cloración (Cryptosporidium Parvum y Giardia Lamblia, Capítulo 8). Los resultados obtenidos demuestran que el sistema UV/TiO2 es eficaz para conseguir la descontaminación completa de estos protozoos en tiempos de residencia bajos. El cloro desempeña un papel sinérgico en el sistema reduciendo considerablemente los tiempos de exposición necesarios para llevar a cabo una desinfección efectiva.