Combinació de l’anàlisi dirigida i no dirigida per a la identificació i determinació de contaminants

Abstract

[cat] Els contaminants d’interès emergent (CECs) són aquells que s'han detectat en mostres ambientals i/o humanes, poden causar impactes ecològics o en la salut humana i normalment no estan regulats. La seva contínua introducció al medi ambient (afavorida per la ineficiència de les depuradores convencionals), la pseudo-persistència i la capacitat intrínseca d'interferir amb els organismes, preocupen la comunitat científica i pública. Els seus potencials efectes tòxics poden amenaçar l'estat ecològic de les masses d'aigua així com la salut humana. Cal conèixer quins són aquests contaminants i comprendre la seva presència, destí i processos de transformació en el medi ambient. En el context actual de canvi climàtic, els processos d'economia circular adquireixen una gran importància. En aquest sentit, la reutilització d’aigües residuals i renaturalitzades s'aplica com una solució útil a l'escassetat d'aigua i un millor aprofitament dels recursos. Tanmateix, aquest enfocament no està exempt de risc, ja que els contaminants transmesos per l'aigua es poden traslladar als cultius comestibles després del reg, representant una amenaça per a la salut humana. Així mateix, hi ha altres vies d'exposició als CECs que s'han d'estudiar, i és necessari el biomonitoreig en humans per avaluar exposicions específiques.

En aquesta tesi, es van desenvolupar i aplicar potents metodologies analítiques en les diferents etapes del cicle dels CECs, des de l'alliberament fins a la seva degradació (transformació) o (bio)acumulació. Es va avaluar la presència de diferents tipus de CECs, inclosos productes per a la cura personal (PCP), productes farmacèutics, biocides i substàncies per- i polifluoroalquilades (PFAS) en diferents compartiments ambientals. Es van aplicar análisis dirigits i no dirigits per ampliar el coneixement de la presència d'aquests productes químics, i els seus productes de transformació relacionats, a l'aigua, els sediments, la biota i els cultius. Es va posar especial èmfasi en l'estudi de la viabilitat de reutilitzar d'aigües residuals amb finalitats agrícoles. Finalment, es va avaluar l'exposició humana als CECs, posant especial atenció en l'exposició prenatal, durant fases inicials del desenvolupament, mitjançant l'anàlisi de la sang del cordó umbilical.

Així, aquesta tesi ha millorat la comprensió i el coneixement sobre la presència, eliminació, transformació i destí dels CECs en ecosistemes aquàtics, medis agroalimentari i, en definitiva, humans.

[eng] Contaminants of emerging concern (CECs) are those that have been detected in environmental and/or human samples, can cause ecological or human health impacts, and are normally not regulated. Their continuous introduction into the environment (favoured by conventional WWTPs inefficiency), pseudo-persistence, and intrinsic ability to interfere with organisms, concern the scientific and public community. Their potential toxic effects can threaten the ecological status of water bodies as well as human health. There is a need to know what these contaminants are and understand their occurrence, fate and transformation processes in the environment. In the current context of climate change, circular economy processes acquire great importance. In this regard, the reuse of waste and reclaimed water is applied as a helpful solution to water scarcity and better use of resources. However, this approach is not exempt from risk, since the water-borne contaminants can be translocated into the edible crops after irrigation, representing a threat to human health. Likewise, there are other routes of exposure to CECs that should be studied, and human biomonitoring is necessary to address specific exposures.

In this thesis, powerful analytical methodologies were developed and applied in the different stages of the CECs cycle, from release until they are degraded (transformed) or (bio)accumulated. The presence of different types of CECs including personal care products (PCPs), pharmaceuticals, biocides and per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS) was assessed in different environmental compartments. Advanced target and non-target approaches were applied to expand the knowledge of the presence of these chemicals and their related transformation products in water, sediment, biota, and crops. Special emphasis was placed on evaluating the wastewater reuse feasibility for irrigation purposes in agriculture. Finally, human exposure to CECs was evaluated, putting a special focus on prenatal exposure at the early stage of development through the analysis of umbilical cord blood.

Thus, this thesis has improved the understanding and knowledge about CECs occurrence, removal, transformation, and fate in aquatic ecosystems, agrifood environment and, ultimately, humans.