II Wo kshop “Es udio, ap o echamien o y ges ión del agua en e enos e islas olcánicas”
Las Palmas de G an Cana ia, 2015
317
EVALUACIÓN DE LA PRESENCIA DE COMPUESTOS FARMACÉUTICOS EN
AGUAS RESIDUALES PROCEDENTES DE ESTACIONES DE DEPURACIÓN DE
AGUAS RESIDUALES (EDARS) DE LA ISLA DE GRAN CANARIA
C is ina AFONSO OLIVARES, Rayco GUEDES ALONSO, Sa ah MONTESDEOCA
ESPONDA, Zo aida SOSA FERRERA y José Juan SANTANA RODRÍGUEZ
Depa amen o de Química. Uni e sidad de Las Palmas de G an Cana ia. 35017 Las Palmas de G an
Cana ia, España. c is ina.a [email p o ec ed]
RESUMEN
En el p esen e abajo se ha ealizado la e aluación de la concen ación de compues os
a macéu icos de uso común de di e en es g upos e apéu icos ales como, an ibió icos,
an iin lama o ios, analgésicos, egulado es lipídicos, be abloquean es, an idep esi os,
es imulan es y an iepilép icos, en aguas p oceden es de Es aciones de Depu ación de
Aguas Residuales (EDARs) de la isla de G an Cana ia, con el in de pone en conocimien o
la si uación del p oblema, siendo és a un paso p e io pa a su posible egulación y
emediación. Debido a las bajas concen aciones en que es os compues os se encuen an
en las aguas esiduales, pa a lle a a cabo el es udio, se u iliza on p ocesos analí icos
basados en un p e a amien o de la mues a u ilizando la ex acción en ase sólida (SPE) y
su pos e io de e minación po écnicas ins umen ales de al as p es aciones, como la
c oma og a ía líquida de al a esolución con de ec o de espec ome ía de masas de iple
cuad upolo (LC-MS/MS).
Palab as cla e: á macos, aguas esiduales, EDARs, SPE, LC-MS/MS.
ABSTRACT
In he p esen wo k he concen a ion o pha maceu ical compounds commonly used om
di e en he apeu ic g oups such as an ibio ics, an i-in lamma o ies, analgesics, lipid
egula o s, be a blocke s, an idep essan s, s imulan s and an iepilep ics has been e alua ed,
in wa e om Was ewa e T ea men s Plan s (WWTPs) o he island o G an Cana ia, in
o de o in o m o he p oblem si ua ion, his being a p e equisi e o possible egula ion and
emedia ion. These compounds a e ound in was ewa e a low concen a ions, o hese
si ua ion and o conduc he s udy, i was used an analy ical p ocess based on a
p e ea men o he sample, used he Solid Phase Ex ac ion (SPE), and subsequen
de e mina ion by high-pe o mance ins umen al echniques as he liquid ch oma og aphy
andem mass spec ome y (LC-MS/MS).
Key wo ds: pha maceu icals, was ewa e , WWTPs, SPE, LC-MS/MS.
ISBN: 978-84-938046-4-0
C. A onso Oli a es e al. – E aluación de la p esencia de compues os a macéu icos en aguas esiduales …
318
INTRODUCCIÓN
A pesa de algunas medidas omadas en España, como son los pun os de ecogida de
medicamen os y el sis ema de ece as elec ónica, con las que se ha podido con ola la
eliminación de esiduos de p oduc os a macéu icos y disminui su uso indisc iminado, no
son su icien es pa a e i a su con inua en ada y su amplia dispe sión en los di e en es
compa imen os ambien ales. Las p incipales uen es de en ada de p oduc os a macéu icos
en el medio acuá ico son la exc eción después de su uso, la eliminación inadecuada de
medicamen os no u ilizados y, en mucha meno medida, esiduos que se gene an du an e la
p oducción (A onso e al., 2012). A a és de es os canales llegan a las es aciones de
depu ación de aguas esiduales (EDARs), las cuales, en su mayo ía, no es án diseñadas
pa a elimina es e ipo de esiduos, incluso, di e en es es udios han demos ado la limi ación
del uso exclusi o de los a amien os p ima ios pa a descompone los p oduc os
a macéu icos (Ghoshdas ida e al., 2014) y se hace necesa ia la u ilización de a amien os
secunda ios y e cia ios, ales como: osmosis in e sa, bio eac o de memb ana, p ocesos
de oxidación a anzada, e c. (Luo e al., 2014).
Los á macos o man pa e de la la ga lis a de con aminan es eme gen es (Richa dson,
2009), que son aquellos con aminan es que no han sido egulados pe o pod án se
candida os a se lo en un u u o, dependiendo de las in es igaciones que se ealicen sob e
su p esencia en el medioambien e y sus posibles e ec os sob e la salud. Solo es de los
nume osos á macos usados (17β-es adiol, 17α-e iniles adiol y diclo enaco) es án en
p oceso de se incluidos po la Unión Eu opea en la p ime a “Wa ch Lis ”.
Es os mic ocon aminan es se p esen an comúnmen e a ni eles azas, en un ango de
concen aciones comp endidos en e ng·L-1 has a µg·L-1, sin emba go, su pe manen e
desca ga en el medio acuá ico pueden plan ea iesgos po enciales a la go plazo pa a los
o ganismos acuá icos y e es es (Fadá io e al., 2014). Debido a la pe sis encia que
poseen es os ipos de con aminan es, su p esencia en el medio acuá ico es á
ecuen emen e elacionado con un núme o de e ec os nega i os, incluyendo: oxicidad a
la go y co o plazo, e ec os de dis upción endoc ina y mic oo ganismos esis en es a los
an ibió icos (Luo e al., 2014).
Di e sos es udios han e aluado la p esencia de compues os a macéu icos en di e en es
medios acuá icos. Ca mona e al., 2014 ealiza un abajo sob e la p esencia de es os
con aminan es en di e en es ma ices que incluyen, aguas supe iciales (máxima
concen ación 830 ng·L-1), aguas esiduales (concen aciones máximas pa a in luen e y
e luen e 4374 y 753 ng·L-1, espec i amen e) e incluso, agua po able (has a 40 ng·L-1). Las
bajas concen aciones encon adas, ni eles azas, se han podido e alua g acias a los
a ances en las me odologías analí icas, ya que esul a necesa io el uso de mé odos
analí icos que sean al amen e sensibles y selec i os. Exis en di e sos mé odos, pe o el más
ampliamen e u ilizado pa a el análisis de es e ipo de compues o es la c oma og a ía líquida
con de ección po espec ome ía de masas (LC-MS), usando como uen e de ionización la
elec osp ay (ESI). A pesa de la sensibilidad que p esen an es os sis emas, además, es
necesa io un p e a amien o de la mues a pa a ex ae y p econcen a los anali os, la
écnica más usada es la ex acción en ase sólida (SPE) (Kaplan 2013).
El obje i o de es e abajo ha sido la e aluación de un o al de 16 compues os
a macéu icos de di e en es g upos e apéu icos en mues as de agua esiduales, median e
el moni o eo de dos es aciones de depu ación de aguas esiduales (EDARs), con di e en es
a amien os, p oceden es de la isla de G an Cana ia. Los compues os seleccionados, sus
aplicaciones y ca ac e ís icas se han esumido en la Tabla 1. Pa a pode ealiza la
e aluación se ha usado una me odología analí ica basada en la ex acción en ase sólida
(SPE) y la c oma og a ía líquida de al a esolución y ul a esolución con de ección po
II Wo kshop “Es udio, ap o echamien o y ges ión del agua en e enos e islas olcánicas”
Las Palmas de G an Cana ia, 2015
319
espec ome ía de masas (LC-MS y UHPLC-MS).
Tabla 1. Lis a de compues os a macéu icos, iden i icación del g upo e apéu ico, alo es de pKa.
G upo e apéu ico
Compues o
pKa*
An ibió icos
No loxacina
0.16 ± 0.20
Cip o loxacina
6.43 ± 0.41
En o loxacina
6.43 ± 0.41
Sa a loxacina
6.17 ± 0.41
Le o loxacina
5.19 ± 0.40
An iin lama o ios
Ke op o eno
4.23 ± 0.10
Nap oxeno
4.84 ± 0.30
Analgésico
Me amizol
-
Regulado es
lipídicos
Beza ib a o
3.29 ± 0.10
Ácido clo íb ico
3.18 ± 0.10
An idep esi o
Fluoxe ina
10.05 ± 0.10 (Mos Basic)
An icon ulsi o
Ca bamazepina
13.94 ± 0.20
Be a-bloquean e
A enolol
13.88 ± 0.20
Es imulan es
Pa axan ina
8.50 ± 0.50
Ca eína
0.52 ± 0.70 (Mos Basic)
Nico ina
8.00 ± 0.50 (Mos Basic)
*Base de da os SciFinde .
MATERIALES Y MÉTODOS
Reac i os
Todos los compues os a macéu icos u ilizados en el es udio han sido adqui idos de
Sigma-Ald ich (Mad id, España). Las disoluciones pa ón se p epa a on disol iendo cada
anali o en me anol a una concen ación de 1000 mg·L-1, y se almacena on en bo es de
c is al ámba a 4°C. Dia iamen e se p epa aban las disoluciones de abajo a pa i de la
an e io . El agua ul apu a se ob enía con un sis ema Milli-Q (Millipo e, Bed o d, MA,
EE.UU.). El me anol de calidades HPLC y LC-MS, el agua de calidad LC-MS, así como el
ácido ó mico y el o mia o amónico u ilizado pa a ajus a el pH de las ases mó iles se
ob u ie on de Pan eac Química (Ba celona, España). Polyoxye hylene 10 lau yl e e (POLE)
ue suminis ado po Sigma-Ald ich (Mad id, España) y se p epa aba en agua Milli-Q.
Recogida de mues as
El mues eo se ha ealizado du an e dos años con una ecuencia bimensual. Los pun os
de oma de mues a es aban ubicados en los e luen es de dos EDARs p oceden es de la isla
de G an Cana ia. EDAR 1 u iliza un sis ema de a amien o de lodos ac i os con encional,
mien as que EDAR 2 posee un sis ema de a amien o de bio eac o de memb ana. Las
mues as de agua se ecogían en bo ellas de id io ámba de 2L, que se la aban
p e iamen e con me anol y agua. A con inuación, las mues an se il an a a és de il os
de ib a de id io y il os de memb ana de 0,65µm y son almacenadas en la oscu idad a
4ºC, ealizando el análisis den o de las 48 ho as después de su ecogida.
C. A onso Oli a es e al. – E aluación de la p esencia de compues os a macéu icos en aguas esiduales …
320
Ins umen ación
Pa a el análisis de odos los compues os a macéu icos de es e es udio, excep o el g upo
de an ibió icos ( luo oquinolonas), se u ilizó un c oma óg a o líquido de al a esolución con
de ección po espec ome ía de masas de iple cuad upolo (LC-MS/MS) equipado con una
in e az de ionización po elec osp ay (ESI). Las ases mó iles u ilizadas ue on agua que
con iene ácido ó mico al 0,2 % y 5 mM de o mia o amónico a un pH de 2,6 y me anol.
Pa a el análisis de las luo oquinolonas se usó la c oma og a ía líquida de ul a esolución
con de ección po espec ome ía de masas de iple cuad upolo (UHPLC-MS/MS) con
in e az de ionización po elec osp ay. Las ases mó iles ue on agua, ajus ado a un pH de
2,5 con 0,1 % de ácido ó mico ( / ), y me anol. Las columnas c oma og á icas u ilizadas en
odos los casos p esen an una ase es aciona ia con una es uc u a C18.
Debido a las bajas concen aciones en la que es os compues os se encuen an en
mues as de agua, an es de ealiza su de e minación es necesa io un p oceso de
ex acción, la écnica u ilizada ha sido la ex acción en ase sólida (SPE). Las condiciones de
SPE ue on op imizadas en es udios p e ios (A onso e al., 2012, Guedes e al., 2013,
Mon esdeoca e al., 2012). El ca ucho de ex acción u ilizado pa a odos los compues os
seleccionados, incluidas las luo oquinolonas, ue el OASIS HLB (Wa e s, Spain). Sin
emba go, el eluyen e es di e en e en cada caso, pa a los an ibió icos se ealizó la elución
con medios micela es, y pa a los demás á macos el eluyen e usado ha sido el me anol. Las
condiciones de ex acción pe mi en un ac o de p econcen ación en el ango de 200-250
eces.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Se ealizó un moni o eo bimensual con una du ación de dos años, cuyo pun o de
mues eo ue on los e luen es p oceden es de dos depu ado as localizadas en la isla de
G an Cana ia. Cada mues a de agua depu ada se analizó median e la combinación del
p oceso de ex acción SPE y la c oma og a ía líquida de al a o de ul a esolución con
de ección po espec ome ía de masas, siguiendo el p o ocolo de análisis pa a cada
compues o. Tan o la EDAR 1 ( a amien o de lodos ac i os, 500 m3/día) como la EDAR 2
( a amien o de bio eac o de memb ana, 700 m3/día), ope an dia iamen e con simila es
elocidades de lujo olumé icas de in luen e de aguas esiduales y el a amien o se ealiza
en poblaciones con un núme o de habi an es análogos (5000 habi an es pa a EDAR 1 y
7000 habi an es pa a EDAR 2), po lo an o, puede se iable la compa ación en e los
a amien os de las di e en es depu ado as, a pesa de no ene da os sob e las
concen aciones de los mismos compues os en los in luen es.
Los esul ados medios ob enidos se esumen en la Tabla 2 en la cual se mues a el ango
de concen aciones que se han podido de e mina de cada compues o con las des iaciones
es ánda ela i as co espondien es al análisis po iplicado de cada mues a (ng·L-1) pa a
cada una de las depu adas es udiadas, además, se incluyen los lími es de de ección (LOD)
pa a cada compues o.
Podemos obse a que, en é minos gene ales, se ha encon ado la p esencia de odos
los compues os escogidos pa a es e es udio, excep o la en o loxacina, sa a loxacina y
luoxe ina, que no ue on de e minados o se encon aban po debajo de los lími es de
de ección en odas las mues as analizadas du an e el pe iodo de mues eo. Sólo la
ca bamazepina ue encon ada en odas las mues as de ambas depu ado as en el ango de
concen aciones 18,9-974,5 ng·L-1, y el ke op o eno se de ec ó en odas las mues as de la
EDAR 1. Es impo an e des aca las al as concen aciones de pa axan ina encon adas en la
II Wo kshop “Es udio, ap o echamien o y ges ión del agua en e enos e islas olcánicas”
Las Palmas de G an Cana ia, 2015
321
mayo ía de mues as de la EDAR 1 cuyo máximo de concen ación ue 58,7 µg·L-1. Las al as
concen aciones de ec adas de pa axan ina pod ían se explicadas po el hecho de que se
a a de un me aboli o de la ca eína que es exc e ado po el cue po humano.
Tabla 2. Rango de concen aciones (ng·L-1) de e minados en las aguas p oceden es de los
e luen es de las EDARs es udiadas.
Compues o
LODb
(ng·L-1)
Rango de concen ación ± RSD (ng·L-1)a
EDAR 1
EDAR 2
No loxacina
8,5
<LOD – 2366,0 ± 149,8
<LOD – 2249,4 ± 279,8
Cip o loxacina
8,6
<LOD – 20321,3 ± 1806,7
<LOD – 259,2 ± 87,7
En o loxacina
5,3
<LOD
<LOD
Sa a loxacina
11,1
<LOD
<LOD
Le o loxacina
9,1
<LOD – 7206,3 ± 319,9
<LOD – 14154,2 ± 916,5
Ke op o eno
2,4
69,1 ± 11,7 – 1360,5 ± 30,3
<LOD – 381,3 ± 50,2
Nap oxeno
0,6
<LOD – 1069,1 ± 97,9
<LOD – 220,3 ± 21,3
Me amizol
6,3
<LOD – 6782,3 ± 508,0
<LOD – 8250,1 ± 186,5
Beza ib a o
2,9
<LOD – 18850,7 ± 3257,4
<LOD – 18680,3 ± 803,3
Ácido clo íb ico
10,7
<LOD – 282,8 ± 6,2
<LOD – 258,7 ± 24,5
Fluoxe ina
97,4
<LOD
<LOD
Ca bamazepina
0,3
18,9 ± 0,1– 505,0 ± 12,4
70,1 ± 6,7– 974,5 ± 37,2
A enolol
7,9
<LOD – 2498,2 ± 27,5
<LOD – 237,3 ± 40,4
Pa axan ina
2,2
<LOD – 58691,1 ± 5693,0
<LOD – 2249,8 ± 172,8
Ca eína
6,8
<LOD – 4307,9 ± 870,6
<LOD – 1106,6 ± 125,5
Nico ina
6,5
<LOD – 981,4 ± 12,6
<LOD – 531,1 ± 14,2
a n=3; RSD: Rela i e S anda Des ia ion (Des iación Es ánda Rela i a).
b LOD: Limi o de ec ion (Lími e de de ección)
Compa ando ambas depu ado as, las concen aciones de á macos de ec adas en la
es ación depu ado a que ope a con un a amien o de bio eac o de memb ana (EDAR 2)
son, de mane a gene al (excep o pa a le o loxacina, me amizol y ca bamacepina), más
bajas que las encon adas con la depu ado a que ope a de mane a adicional con la écnica
de lodos ac i os. Sin emba go, hay compues os que se man ienen más cons an es en
ambas depu ado as, como es el caso de no loxacina, beza ib a o y ácido clo íb ico, po lo
que no les in luye el sis ema de a amien o.
En un análisis global, las concen aciones de los di e en es á macos en es udio no
siguen ningún pa ón de compo amien o pa a ninguna de las dos depu ado as es udiadas,
ob eniendo esul ados, pa a mucho de ellos, muy a iables du an e odo el pe iodo de
mues eo. A pesa de ello, se puede obse a que en la écnica de bio eac o de memb ana
se han de e minado menos compues os que en la écnica de lodos ac i os.
CONCLUSIONES
Se ha ealizado el es udio de la p esencia de cinco luo oquinolonas (le o loxacina,
no loxacina, cip o loxacina, en o loxacina y sa a loxacina) y once compues os

C. A onso Oli a es e al. – E aluación de la p esencia de compues os a macéu icos en aguas esiduales …
322
a macéu icos de uso común (ke op o eno, nap oxeno, me amizol, beza ib a o, ácido
clo íb ico, luoxe ina, ca bamacepina, a enolol, pa axan ina, ca eína y nico ina) en mues as
de aguas esiduales p oceden es de dos es aciones de depu ación de aguas esiduales
(EDARs) de la isla de G an Cana ia. Las mues as de e luen es de aguas esiduales ue on
ecogidas cada dos meses du an e dos años. Du an e el pe iodo de moni o eo, exis ía la
p esencia en concen aciones muy a iables de odos los compues os, excep o
en o loxacina, sa a loxacina y luoxe ina, además, sólo la ca bamacepina ue encon ada en
odas las mues as analizadas de ambas depu ado as, y el ke op o eno en odas las
mues as de la EDAR 1. Los esul ados mues an que la eliminación de los compues os
analizados es incomple a y, a pesa de no ene da os p oceden es de los in luen es, el
a amien o po bio eac o de memb ana nos mues a concen aciones más bajas pa a la
mayo ía de los compues os que en el a amien o de lodos ac i os.
Los esul ados ob enidos en es e moni o eo pueden se ú iles pa a pone en
conocimien os a los di e en es ó ganos de egulación, con el p opósi o de que en u u as
eglamen aciones sea incluida una lis a de p oduc os a macéu icos en el seguimien o de la
calidad de las aguas.
AGRADECIMIENTOS
La au o a C is ina A onso Oli a es ag adece al Minis e io de Educación, Cul u a y
Depo e po la ayuda concedida del p og ama de Fo mación del P o eso ado Uni e si a io
en la con oca o ia de 2013.
REFERENCIAS
A onso-Oli a es, C.; Sosa-Fe e a, Z.; San ana-Rod íguez, J.J. (2012). Analysis o an iin lamma o y,
analgesic, s imulan and an idep essan d ugs in pu i ied wa e om was ewa e ea men plan s
using SPE-LC andem mass spec ome y. Jou nal o En i onmen al Science and Heal h A 47:
887–895.
Ca mona, E.; And eu, V.; Picó, Y. (2014). Occu ence o acidic pha maceu icals and pe sonal ca e
p oduc s in Tu ia Ri e Basin: om was e o d inking wa e . Science o he To al En i onmen 484:
53-63.
Fadá io, V.M.; Dias, M.; Cos a, A.C.S.; Al es, M.S. (2014). En i onmen al con amina ion by
luo oquinolones. B azilian Jou nal o Pha maceu ical Science 50: 41-54
Ghoshdas ida , A.J.; Fox, S.; Tong, A.Z. (2014). The p esence o he op p esc ibed pha maceu icals
in ea ed sewage e luen s and ecei ing Wa e s in Sou hwes No a Sco ia, Canada.
En i onmen al Science and Pollu ion Resea ch DOI 10.1007/s11356-014-3400-z.
Guedes-Alonso, R.; A onso-Oli a es, C.; Mon esdeoca-Esponda, S.; Sosa-Fe e a, Z.; San ana-
Rod ígez, J.J. (2013) An assessmen o he concen a ions o pha maceu ical compounds in
was ewa e ea men plan s on he island o G an Cana ia (Spain). Sp inge Plus 2: 1-8.
Kaplan, S. (2013). Re iew: Pha macological pollu ion in wa e . C i ical Re iews in En i onmen al
Science and Technology 43: 1074-1116.
Luo, Y.; Guo, W.; Ngo, H.H.; Nghiem, L.D.; Hai, F.I.; Zhang, J.; Liang, S.; Wang, X.C. (2014). A e iew
on he occu ence o mic opollu an s in he aqua ic en i onmen and hei a e and emo al du ing
was ewa e ea men . Science o he To al En i onmen 473-474: 619-641.
Mon esdeoca-Esponda, S.; Sosa-Fe e a, Z.; San ana-Rod íguez, J.J. (2012) Compa ison o solid
II Wo kshop “Es udio, ap o echamien o y ges ión del agua en e enos e islas olcánicas”
Las Palmas de G an Cana ia, 2015
323
phase ex ac ion using micella deso p ion combined wi h LC-FD and LCMS/MS in he
de e mina ion o an ibio ic luo oquinolone esidues in sewage samples. Jou nal o Liquid
Ch oma og aphy & Rela ed Technologies, 35: 2081-2096.
Richa dson, S.D. (2009). Wa e analysis: eme ging con aminan s and cu en issues. Analy ical
Chemis y 81: 4645-4677.