Respirometric study of Diclofenac biodegradation

Authors

  • Julio Cesar Rubiano Godoy Universidad Militar Nueva Granada
  • María del Pilar Perdomo Universidad Militar Nueva Granada
  • Laura Mariela Pramparo Universidad Militar Nueva Granada https://orcid.org/0000-0001-6263-5800

DOI:

https://doi.org/10.31908/19098367.3268

Keywords:

biological degradation, diclofenac, pharmaceutical compounds, espirometry, wastewater

Abstract

 Pseudo-persistent contaminants in wastewater, as pharmaceutical compounds, create a need to study different methods capable to degrade these contaminants in order to reduce its concentration in water sources and treatment plants, since they could generate some problems therein. The biological treatment is often the main treatment in these WWTP. In this study, the analysis of the biological degradation of a nonsteroidal anti-inflammatory, as diclofenac, was carried out using respirometric techniques. Different batch experiments were carried out in a respirometer LFS (liquid-flowstatic) type, with activated sludge from a local WWTP to determine the aerobic biodegradation of diclofenac. The initial concentration of diclofenac was in the range 5-100 mg/L. The degradation was analyzed by COD and OD measurements. The profile of OD consumption was obtained for all samples. Removals of 50% were obtained after 285 min of reaction. However, the aerobic degradation increased until 80% of pollutant removal after 24 hours of analysis.

It was observed that the activated sludge was able to consume the pollutant, however the reaction times were very long considering the requirements of the WWTP.

Author Biographies

  • Julio Cesar Rubiano Godoy, Universidad Militar Nueva Granada

    Nació en la ciudad de Florencia, Caquetá (Colombia), a los 18 días del mes de agosto de 1992, realizó sus estudios primarios en la Escuela Anexa A la Normal, y sus estudios secundarios en la corporación educativa Jean Piaget ambas instituciones de la ciudad de Florencia, Caquetá, Colombia. Estudió en la Universidad Militar Nueva Granada ubicada en Bogotá D.C. en donde obtuvo el título de ingeniero civil a los 16 días del mes de marzo de 2015. Ejerció profesionalmente en la Unión Temporal Vivienda Solita, en donde trabajo como INGENIERO RESIDENTE, para un proyecto de construcción de viviendas de interés social en el municipio de Solita, Caquetá.

  • María del Pilar Perdomo, Universidad Militar Nueva Granada

    Nacida en NeivaHuila (Colombia) el 17 de junio de 1992. Cursó la educación primaria y básica secundaria en el Colegio María Auxiliadora (Neiva), recibiendo el título de bachiller académico con énfasis en gestión empresarial en el año 2009. Durante los 5 años siguientes estudió en la Universidad Militar Nueva Granada de Bogotá D.C, para finalmente obtener el Título de Ingeniero civil el 16 de marzo del 2015. Trabajó para la empresa huilense Corporación para el aprovechamiento sostenible de los recursos naturales y el desarrollo social CORANDES como AUXILIAR DE INGENIERÍA. De igual manera hizo parte de la empresa Quality Fish S.A.S en donde se desempeñó como INGENIERA RESIDENTE. Actualmente se encuentra trabajando con la Federación Nacional de Paneleros FEDEPANELA realizando labores de SUPERVISION TECNICA en el municipio de Caparrapi- Cundinamarca (Colombia).

  • Laura Mariela Pramparo, Universidad Militar Nueva Granada

    Nacida en
    Río Cuarto (Argentina), se graduó de Ingeniera
    Química en la Universidad Nacional de Río
    Cuarto (Argentina) en 2001. Obtuvo el Diploma
    de estudios avanzados (DEA) en la Universitat
    Rovira i Virgili (España) en el año 2005 y su
    posterior doctorado en Ingeniería Química y de
    Procesos en la Universitat Rovira i Virgili en 2008.
    Trabajó como BECARIA DE
    INVESTIGACIÖN en la Universidad Nacional
    de Río Cuarto y en la Universitat Rovira i Virgili.
    Fue INVESTIGADOR VISITANTE en la Universite de Nantes (Francia)
    entre 2005 y 2006 y en la University of Windsor (Canadá) en el año
    2007. Se desempeñó como INVESTIGADOR POSTDOCTORAL en la
    Universitat Rovira i Virgili (España) en 2009 y como INVESTIGADOR
    POSTDOCTORAL en la Universitat Autonoma de Barcelona (España) en
    2010. Desde el año 2012 se desempeña como DOCENTE INVESTIGADOR
    en la Universidad Militar Nueva Granada (Colombia). Actualmente es la
    VICEDECANA de la Facultad de Ingeniería de dicha Universidad, la cual
    se ubica en la Cra 11#101-80 de la ciudad de Bogotá.

References

Kosma, C., Lambropoulou, D., & Albanis, T. (2014). Investigation of PPCPs in wastewater treatment plants in Greece: Occurrence, removal and environmental risk assessment. Science of the Total Environment 466-467, 421-438.

Ashton, D., Hilton, M., & Thomas, K. (2004). Investigating the transport of human pharmaceuticals to streams in the United Kingdom. Science of the Total Environment 333(1), 167-184.

Gómez, M.J., Martínez Bueno, M.J., Lacorte, S., Fernández-Alba, A.R., Agüera, A. (2007). Pilot survey monitoring pharmaceuticals and related compounds in a sewage treatment plant located on the Mediterranean coast. Chemosphere 66(6), 993-1002.

Kraigher, B., Kosjek, T., Heath, E., Kompare, B., & Mandic-Mulec, I. (2008). Influence of pharmaceutical residues on the structure of activated sludge bacterial communities in wastewater treatment bioreactors. Water Research 42(17), 4578-4588.

Carballa, M., Omil, F., Ternes, T., Lema J.M. (2007). Fate of pharmaceutical and personal care products (PPCPs) during anaerobic digestion of sewage sludge. Water Research 41, 2139–2150.

Christensen, F.M. (1998). Pharmaceuticals in the environment—a human risk? Regulatory Toxicology and Pharmacology 28(3), 212–221.

Quintana, J.B., Weiss, S., Reemtsma, T. (2005). Pathways and metabolites of microbial degradation of selected acidic pharmaceutical and their occurrence in municipal wastewater treated by a membrane bioreactor. Water Research 39(12), 2654-2664.

Kosjek, T., Heath, E., Petrovic, M., Barceló, D. (2007). Mass spectrometry for identifying pharmaceutical biotransformation products in the environment. TrAC Trends in Analytical Chemistry 26(11), 1076-1085.

Verlicchi, P., Galletti, A., Petrovic, M., Barceló, D., Al Aukidy, M., & Zambello, E. (2013). Removal of selected pharmaceuticals from domestic wastewater in an activated sludge system followed by a horizontal subsurface flow bed — Analysis of their respective contributions. Science of the Total Environment 454-455, 411-425.

Heberer, T. (2002). Occurrence, fate, and removal of pharmaceutical residues in. Toxicology Letters 131(1-2), 5-17.

Basnyat, P. (2011). Evaluation of toxicity of pharmaceuticals to the activated sludge treatment plant. Master of Science thesis. Tampare University of Technology, 72.

Zhang, Y., Geiben, S-Uwe y Gal, C (2008) Carbamazepine and Diclofenac: removal in wastewater treatment plants and occurrence in water bodies. Chemosphere 23, 1151-1161.

Vieno, N., Sillanpää, M. (2014). Fate of diclofenac in municipal wastewater treatment plant — A review. Environment International 69, 28-39.

Downloads

Published

2017-06-20

Issue

Vol. 11 No. 21 (2017)

Section

Artículos

How to Cite

Respirometric study of Diclofenac biodegradation. (2017). Entre Ciencia E ingeniería, 11(21), 9-13. https://doi.org/10.31908/19098367.3268