Resumen

La presencia de anticonceptivos en medios acuíferos es un problema ambiental considerable debido a que está ocasionando feminización de algunas especies de peces como el pez cebra (Danio rerio). El consumo de anticonceptivos es inevitable ya que la planificación familiar lo requiere hoy día para evitar embarazos no deseados y sobre todo que las familias no se vean afectos en sus gastos.

Como es sabido las plantas de tratamientos de aguas residuales no fueron diseñadas para eliminar moléculas tan recalcitrantes como los fármacos de manera que es necesario desarrollar métodos o técnicas eficaces y económicas que ayuden a eliminar los fármacos de medios acuíferos.

Este proyecto de investigación determinó las condiciones adecuadas para la adsorción de los anticonceptivos Levonorgestrel y Etinilestradiol con olote de maíz obteniendo como resultado la adsorción de 32.22% de Levonorgestrel en un tiempo de contacto de contacto e 40 minutos con malla 100, mientras que adsorbió el 76.32% de Etinilestradiol en un tiempo de 5 minutos, demostrando que el olote de maíz presenta mayor afinidad por este último que el Levonorgestrel.

Pregunta de Investigación

Planteamiento del Problema

Desde hace una década, las autoridades responsables de vigilar el impacto de la contaminación ambiental, tanto en agua, como en aire y suelo, han enfocado su interés hacia el estudio y monitoreo de los llamados contaminantes emergentes; llamados así, ya que, en la mayoría de los casos, estas sustancias han emergido recientemente, por lo que no están reguladas, pero pueden llegar a ser contaminantes en el futuro, según algunas investigaciones mencionadas adelante, las cuales relacionadas su presencia con efectos tóxicos en el medio ambiente.

Dentro de los contaminantes emergentes resaltamos dos grupos: por un lado, fármacos y productos de cuidado personal y, por otro, los disruptores endocrinos, término con el cual nos referimos a una sustancia química sintetizada por la acción humana, capaz de alterar el equilibrio hormonal y provocar efectos adversos en un organismo o en su descendencia

En las pasadas dos décadas, ha habido una creciente preocupación científica, así como debate público y atención por parte de los medios informativos sobre los posibles efectos nocivos, en humanos y fauna, resultantes de la exposición a sustancias con potencial para interferir con las acciones del sistema endocrino: un sistema de comunicación que mantiene el equilibrio fisiológico normal a través de múltiples órganos; por lo que los contaminantes mencionados terminarían siendo un disruptor endocrino.

Algunos estudios (Lange A)  revelan que los principales efectos por exposición de diferentes especies de peces a compuestos estrogénicos incluyen alteración del desarrollo sexual, presencia de especies intersexo (aquellas que siendo machos sufren feminización y lo contrario, masculinización de peces hembra), así como cambios en el comportamiento de apareamiento, reducción del éxito reproductivo y alteraciones del sistema endocrino, lo que conduce, en los animales expuestos, a alteraciones de crecimiento, desarrollo y reproducción, ya que en los ríos reciben efluentes domésticos y de plantas de tratamiento de aguas residuales conteniendo hormonas. Estos cambios pueden expresarse más adelante en el ciclo de vida o, incluso, en generaciones futuras.

Antecedentes

Bonilla Sánchez Juan Carlos en su tesis de licenciatura titulada “Validación de método cromatográfico para el análisis de fármacos con estrógenos” Realizó la adsorción en carbón de los componentes del medicamento Perlutal® (Enantato de estradiol y Acetofénido de algestona) como alternativa de eliminación de estrógenos en disolución acuosa. El adsorbente fue un producto carbonáceo obtenido a partir de desechos agroindustriales de semilla de guayaba a 1000° C por 5 horas activado con ácido fosfórico a 50° C por un lapso de 1 hora. Se empleó el método de adsorción estática con carbón de semilla de guayaba en una relación masa-volumen de 0.033mg L-1 de disoluciones del medicamento Perlutal® que   contiene   Acetofénido de   Algestona   y   Enantato de Estradiol.  La concentración inicial de Algestona fue de 12.5 mg L^-1 y de Estradiol 0.83 mg L^-1. Se monitorea la concentración en el intervalo de 0 a 120 minutos para la cinética. Concluyó que la adsorción con carbón activado obtenido a partir de residuos agrícolas es una alternativa efectiva y de bajo costo para la eliminación de estrógenos en agua que llegan a los ecosistemas acuáticos de manera indiscriminada.

Uno de los problemas ambientales más graves de la actualidad es la contaminación por metales pesados de las aguas residuales industriales. Se ha investigado en los últimos años como una alternativa rentable con potenciales aplicaciones industriales para tratar estos efluentes utilizando adsorbentes residuales, se encontró que utilizando bagazo de coco (BC) y olote de maíz con las soluciones diluidas y concentradas de Pb (II) tienen diferentes capacidades máximas de remoción.

Los resultados obtenidos fueron favorables, se obtuvo un porcentaje de remoción con olote de maíz de 90% y con bagazo de coco se adsorbió el 80% de Pb (II) en 5 min, el tiempo de 30 min mostro porcentajes semejantes de remoción.

Objetivo

OBJETIVO GENERAL

• Evaluar la efectividad del olote de maíz como material adsorbente en la remoción de los anticonceptivos Levonorgestrel y Etinilestradiol en solución.

OBJETIVOS PARTICULARES

• Investigar el efecto de la cantidad de olote de maíz para absorber Levonorgestrel y Etinilestradiol
• Investigar el efecto del tiempo de contacto sobre la capacidad adsorbente del olote de maíz para Levonorgestrel y Etinilestradiol.
• Investigar el efecto del tamaño de partícula sobre la capacidad adsorbente del olote de maíz para Levonorgestrel y Etinilestradiol

Justificación

El medio ambiente acuático se ha visto afectado en gran medida con los desechos provenientes de sustancias químicas tales como los estrógenos presentes en los anticonceptivos orales, ya que una vez que estos medicamentos caducan o pierden su utilidad son tirados al drenaje o como basura, provocando que lleguen al agua y esta quede contaminada, para ello se pretende que a través del residuo generado por la mazorca de maíz se logre la absorción de los anticonceptivos Levonorgestrel y Etinilestradiol del medio acuoso contaminado.

Hipótesis

Si se encuentran las condiciones adecuadas de adsorción del olote de maíz para los anticonceptivos Levonorgestrel y Etinilestradiol como tiempo de contacto, cantidad de olote de maíz y tamaño de partícula, entonces será posible utilizar el olote de maíz como material adsorbente eficaz y de bajo costo para remover Levonorgestrel y Etinilestradiol de aguas contaminadas con estos anticonceptivos

Método (materiales y procedimiento)

Materiales

• 10 olotes
• 1 litro de cloruro de metileno
• tabletas de segfemiol
• alcohol etílico (96)
• mortero con pistilo
• matraz volumétrico de 50 ml
• malla (#mosquitero #50 #100)
• vasos de precipitado 250 ml
• embudo
• probeta de 100ml
• papel filtro
• espátula
• agitador magnético

procedimiento

• Desgrane de maíz para obtener olote
• Secado de los olotes de maíz a temperatura ambiente expuesto al sol directo
• Secado de los olotes de maíz en estufa de secado a 80 °C
• Molienda del olote de maíz seco y tamizado por malla 60, 80 y 100
• Prueba de adsorción de Levonorgestrel y Etinilestradiol variando la cantidad de olote (0.5, 0, 2.0 y 4.0g) con malla 60 a tiempos de 30, 45, 60, 90 y 120 minutos. Cuantificando por espectroscopia ultravioleta.
• Prueba de adsorción de Levonorgestrel y Etinilestradiol variando la cantidad de olote (0.5, 0, 2.0 y 4.0g) con malla 80 a tiempos de 30, 45, 60, 90 y 120 minutos. Cuantificando por espectroscopia ultravioleta.
• Prueba de adsorción de levonorgestrel y Etinilestradiol variando la cantidad de olote (0.5, 0, 2.0 y 4.0g) con malla 100 a tiempos de 30, 45, 60, 90 y 120 minutos. Cuantificando por espectroscopia ultravioleta.
• Cálculos y análisis de resultados aplicando la estadística correspondiente para validar los datos

Galería Método

Resultados

Resultados de Levonorgestrel

Tabla 1: Resultados parciales de absorción de Levonorgestrel con olote malla 100, utilizando 10 ml de solución de Levonorgestrel en cada muestra.

Tabla 2: Resultados parciales de absorción de Levonorgestrel con olote malla 100, utilizando 20 ml de solución de Levonorgestrel en cada muestra.

Tabla 3: Comparativo de resultados de métodos para absorber Levonorgestrel.

Resultados de Etinilestradiol

Tabla 4: Resultados parciales de absorción de Etinilestradiol con olote malla 100, teniendo un pH de 4.5

Tabla 5: Resultados parciales de absorción de Etinilestradiol con olote malla 100, variando el pH de 4.5 a 2.0

Tabla 6: Comparativo de resultados de métodos para absorber Etinilestradiol.

Galería Resultados

Discusión

Tabla 3: Comparativo de resultados de métodos para absorber Levonorgestrel

En la tabla 3 se muestra un comparativo de resultados de métodos para absorber levonorgestrel. Podemos observar que Zaruma. P desarrollo un método de degradación de levonorgestrel por catálisis solar donde en un tiempo de 120 minutos absorbió un porcentaje de levonorgestrel de 56.8% mientras que el método de absorción con olote se obtuvo un porcentaje de 32.22% en 40 minutos.

Tabla 6: Comparativo de resultados de métodos para absorber Etinilestradiol

Conclusiones

Con base a los objetivos planteados al inicio de esta investigación, podemos concluir lo siguiente:

1.- Se logró evaluar la efectividad del olote de maíz como material adsorbente en la remoción de los anticonceptivos Levonorgestrel y Etinilestradiol ya que si fueron adsorbidos.

2.- Se investigó el efecto de la cantidad de olote de maíz para absorber Levonorgestrel y Etinilestradiol

3.- Se Investigó el efecto del tiempo de contacto sobre la capacidad adsorbente del olote de maíz para Levonorgestrel y Etinilestradiol.

4.- Se investigó el efecto del tamaño de partícula sobre la capacidad adsorbente del olote de maíz para Levonorgestrel y Etinilestradiol

Bibliografía

1.- Bonilla Sánchez Juan Carlos (2015) Validación de método cromatográfico para el análisis de fármacos con estrógenos. Tesis de grado. Facultad de Ciencias Químicas. Benemérita Universidad Autónoma de Puebla.  https://repositorioinstitucional.buap.mx/handle/20.500.12371/6123

2.- Davila Estrada Angie Michelle (2014) Evaluación de la remoción del 17α-etinilestradiol en medio acuoso con una clinoptilolita modificada con HDTMA. Tesis de grado. Facultad de Química. Universidad Autónoma del Estado de México.

http://ri.uaemex.mx/handle/20.500.11799/49386

3.- Zaruma Arias Pablo Esteban (2022) Optimización de la degradación de contaminantes emergentes en solución acuosa por procesos de oxidación avanzada: levonorgestrel y cloruro de metiltionina. Tesis de grado. Instituto Politécnico Nacional

https://repositoriodigital.ipn.mx/jspui/handle/123456789/26529

4.- Ternes TA, Ocurrence of drugs in German sewage treatment plants and revers. Water Res. 1998; 32: 3245-3260.         [ Links ]

5. Jobling S, Nolan M, Tyler CR, Brighty GC, Sumpter JP. Widespread sexual disruption in wild fish. Environ Sci Technol. 1998;32: 2498-2506.

6.-Lange A, Katsu Y, Miyagawa S, Ogino Y, Urushitani H, Kobayashi T. “Comparative Responsiveness to Natural and Synthetic Estrogens of Fish Species Commonly Used in the Laboratory and Field Monitoring”. Aquat. Toxicol. 2012; 109:250-258.

7.- Liu S., Ying G. G., Zhou L. J., Zhang R. Q., Chen Z. F., Lai H. J. “Steroids in a Typical Swine Farm and their Release into the Environment”. Water Res. 2012; 46: 3754-3768.

Summary

The presence of contraceptives in aquifer environments is a considerable environmental problem because it is causing feminization of some fish species such as zebrafish (Danio rerio). The consumption of contraceptives is inevitable since family planning requires it today to avoid unwanted pregnancies and, above all, so that families are not affected in their expenses. As is known, wastewater treatment plants were not designed to eliminate molecules as recalcitrant as drugs, so it is necessary to develop effective and economical methods or techniques that help eliminate drugs from aquifer environments. This research project determined the appropriate conditions for the adsorption of the contraceptives Levonorgestrel and Ethinylestradiol with corn cobs, resulting in the adsorption of 32.22% of Levonorgestrel in a contact time of 40 minutes with 100 mesh, while 76.32% were adsorbed. % Ethinylestradiol in a time of 5 minutes, demonstrating that corn cob has greater affinity for the latter than Levonogestrel.

Research Question

Problem approach

Background

Objective

Justification

Hypothesis

Method (materials and procedure)

Method Gallery

Results

Results Gallery

Discussion

Conclusions

Bibliography