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Publication
The monitoring of pharmaceutical pollutants in wastewater treatment plants in the Algarve, Portugal
| Name: | Description: | Size: | Format: | |
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Authors
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Abstract(s)
The occurrence of pharmaceutical compounds in wastewaters of Faro-Olhão and Faro-Noroeste wastewater treatment plants was monitored over summer and winter seasons from 2021 to 2024, to contribute to monitor marine pollution. A total of 26 pharmaceutical pollutants were analysed in the influent wastewater and in treated effluents by liquid-chromatography coupled with tandem mass-spectrometry (LC-MS/MS). The results showed quantifiable occurrences of 17 of the 26 pharmaceutical pollutants with outstanding levels of acetaminophen and caffeine (average 50-55 and 63.8-65 μg/L, respectively), and no quantifiable presence of sex hormones or contraceptives. These influent and effluent occurrence concentrations were used to compare the treatment performance between the classical activated sludge and the aerobic granular sludge wastewater treatment systems deployed in Faro-Noroeste and in Faro-Olhão wastewater treatment plants, respectively. The conventional activated sludge treatment exhibited relatively higher treatment efficiencies for most of the monitored pollutants than the aerated granular sludge. The majority of the quantifiable pharmaceutical pollutants were removed effectively by the wastewater treatment plants, with over 60% removal for ten pharmaceutical pollutants in Faro-Noroeste and five in Faro-Olhão. The high occurring caffeine and recalcitrant diclofenac were the only pollutants found at quantifiable levels in the surrounding Ria Formosa environment. Resistance to removal from the wastewater was observed greatly for the anticonvulsants carbamazepine and diclofenac leading to the investigation of carbamazepine, phytoestrogen coumestrol, and wastewater effects on the marine invertebrate Artemia sp. using an immobilisation/lethality assay. The assay showed high toxicity potential for coumestrol and lower for carbamazepine with LC50 values of 39.87 and 94.53 mg/L, respectively, in artificial seawater, and 5.09 and 26.47 mg/L in natural seawater, respectively. The toxicity levels were, however, multiple times (approximately 1.9x104) higher than their existence in the wastewater.
A ocorrência de compostos farmacêuticos nas águas residuais das estações de tratamento de águas residuais de Faro-Olhão e Faro-Noroeste foi monitorizada durante os períodos de verão e inverno de 2021 a 2024, para contribuir para a monitorização da poluição marinha. Um total de 26 poluentes farmacêuticos foram analisados nas águas residuais afluentes e nos efluentes tratados por cromatografia líquida acoplada à espectrometria de massa em tandem (LC-MS/MS). Os resultados mostram ocorrências quantificáveis de 17 dos 26 poluentes farmacêuticos com níveis excecionais de paracetamol e cafeína (média de 50-55 e 63,8-65 μg/L, respectivamente), e nenhuma presença quantificável de hormonas sexuais e contracetivos. Estas concentrações de ocorrência de afluentes e efluentes foram utilizadas para comparar o desempenho do tratamento entre os sistemas de tratamento de lamas ativadas clássicas e de lamas granulares aeróbias implantados nas estações de tratamento de águas residuais de Faro-Noroeste e de Faro-Olhão, respetivamente. O tratamento convencional com lodo ativado exibiu eficiências de tratamento relativamente elevada para a maioria dos poluentes monitorizados do que o lodo granular aerado. A maioria dos poluentes farmacêuticos analisados foi removida de forma eficaz pelas estações de tratamento de águas residuais. A cafeína de elevada ocorrência e o diclofenac recalcitrante foram os únicos poluentes encontrados em níveis quantificáveis no ambiente envolvente da Ria Formosa. A resistência à remoção das águas residuais foi observada grandemente para os anticonvulsivantes carbamazepina e diclofenaco, levando à investigação da carbamazepina, do fitoestrógeno coumestrol e dos efeitos das águas residuais no invertebrado marinho Artemia sp. usando um Artemia sp. ensaio de imobilização/letalidade. O ensaio mostra alto potencial de toxicidade para o coumestrol e menor para a carbamazepina. Estes obtiveram valores de LC50 de 39.87 e 94,53 mg/L, respectivamente, em água do mar artificial, e 5.09 e 26,47 mg/L em água do mar natural, respectivamente. Os níveis de toxicidade foram, no entanto, várias vezes (aproximadamente 1,9x104) superiores aos que existem nas águas residuais.
A ocorrência de compostos farmacêuticos nas águas residuais das estações de tratamento de águas residuais de Faro-Olhão e Faro-Noroeste foi monitorizada durante os períodos de verão e inverno de 2021 a 2024, para contribuir para a monitorização da poluição marinha. Um total de 26 poluentes farmacêuticos foram analisados nas águas residuais afluentes e nos efluentes tratados por cromatografia líquida acoplada à espectrometria de massa em tandem (LC-MS/MS). Os resultados mostram ocorrências quantificáveis de 17 dos 26 poluentes farmacêuticos com níveis excecionais de paracetamol e cafeína (média de 50-55 e 63,8-65 μg/L, respectivamente), e nenhuma presença quantificável de hormonas sexuais e contracetivos. Estas concentrações de ocorrência de afluentes e efluentes foram utilizadas para comparar o desempenho do tratamento entre os sistemas de tratamento de lamas ativadas clássicas e de lamas granulares aeróbias implantados nas estações de tratamento de águas residuais de Faro-Noroeste e de Faro-Olhão, respetivamente. O tratamento convencional com lodo ativado exibiu eficiências de tratamento relativamente elevada para a maioria dos poluentes monitorizados do que o lodo granular aerado. A maioria dos poluentes farmacêuticos analisados foi removida de forma eficaz pelas estações de tratamento de águas residuais. A cafeína de elevada ocorrência e o diclofenac recalcitrante foram os únicos poluentes encontrados em níveis quantificáveis no ambiente envolvente da Ria Formosa. A resistência à remoção das águas residuais foi observada grandemente para os anticonvulsivantes carbamazepina e diclofenaco, levando à investigação da carbamazepina, do fitoestrógeno coumestrol e dos efeitos das águas residuais no invertebrado marinho Artemia sp. usando um Artemia sp. ensaio de imobilização/letalidade. O ensaio mostra alto potencial de toxicidade para o coumestrol e menor para a carbamazepina. Estes obtiveram valores de LC50 de 39.87 e 94,53 mg/L, respectivamente, em água do mar artificial, e 5.09 e 26,47 mg/L em água do mar natural, respectivamente. Os níveis de toxicidade foram, no entanto, várias vezes (aproximadamente 1,9x104) superiores aos que existem nas águas residuais.
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Keywords
Monitoramento ambiental Poluição marinha Ecotoxicologia