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[ES] La presencia de contaminantes emergentes como los fármacos en efluentes acuosos es un problema de creciente preocupación actualmente, ya que está presente tanto en ríos españoles como internacionales, pudiendo tener graves consecuencias para los ecosistemas y para la salud de las personas, debido a su toxicidad. Además, los tratamientos de aguas residuales convencionales no consiguen su eliminación completa, ya que entre un 60-90% de los contaminantes permanecen inalterados o en forma de compuestos intermedios, cuya toxicidad puede ser mayor que la de los contaminantes originales. Por ello, en este TFM se estudia la eliminación del atenolol (ATL), un fármaco cardiovascular, mediante procesos electroquímicos de oxidación avanzada. El objetivo principal es mejorar la composición de los electrodos cerámicos basados en Sb-SnO2 mediante la adición de óxido de hierro (ferrita espinela de ZnFe2O4), el cual puede mejorar las características del electrodo Sb-SnO2 a través de sus propiedades fotocatalíticas. A lo largo de este trabajo se analiza, para los dos materiales de electrodo estudiados, como el aumento de la intensidad de corriente mejora los resultados de eliminación del atenolol, obteniéndose los mejores valores de degradación y mineralización a intensidades elevadas. Además, la incorporación de ferrita espinela al electrodo provoca una mejora del grado de mineralización del 20% con respecto al electrodo base Sb-SnO2, así como una mejora en el resto de los parámetros. Sin embargo, al exponer los electrodos a radiación para evaluar el efecto de las propiedades fotocatalíticas de la ferrita, solo se aprecian ligeras mejoras a intensidades bajas y empeoramientos en el funcionamiento a intensidades más altas. Por tanto, se plantea la posibilidad de que la cantidad de ferrita depositada sea muy baja o de que parte del hierro del electrodo esté pasando a la disolución provocando la oxidación de productos intermedios generados durante la degradación del ATL por medio, [EN] Nowadays, the presence of emerging contaminants, as pharmaceuticals, at water bodies has been identified as a critical issue that is already affecting national and international rivers. Furthermore, this problem not only can lead to severe consequences for the environment but also for people’s health, due to its toxicity. On the other hand, conventional water treatment plants cannot completely deplete these contaminants since 60-90% of them can remain unaffected, or form of intermediate compounds that can be even more toxic than the original contaminant. Therefore, this Master Thesis studies the elimination of atenolol (ATL), a cardiovascular drug, by using advanced electrochemical oxidation processes (EAOPs). The addition of iron (as zinc ferrite spinel, ZnFe2O4) in order to improve the basic ceramic electrode composition Sb-SnO2, as this ferrite has photocatalytic properties and could improve the performance of the system, was the main objective of this work. The effect of the applied current on the elimination of atenolol was analyzed for both electrode materials studied in this work. Experimental results showed that the higher applied current the higher degradation and mineralization of atenolol. Moreover, the addition of ferrite improved the mineralization by a 20% with respect to the Sb-SnO2 electrode, a similar improvement in almost all the parameters analyzed was observed. However, experimental results presented thatradiation has a nonconsistent impact on ATL degradation. On one hand, at low current values, it could be observed a light improvement in the parameters. On the other hand, for high current values, these parameters were worse when the radiation was employed. These results may be caused by a low iron content on the electrodes or by the fact that a fraction of the iron could be dissolved in the electrolyte oxidizing the ATL intermediate products by the REDOX iron couple Fe (II)/(III) or even producing an electro-Fenton effect.

[ES] La oxidación electroquímica es una técnica de oxidación avanzada que se puede utilizar para eliminar contaminantes de naturaleza orgánica presentes en las aguas residuales. Normalmente se aplica cuando el contaminante orgánico no es biodegradable o cuando el agua residual a tratar presenta cierta toxicidad que impide actuar a los microorganismos de un proceso biológico. Este sería el caso de dos contaminantes: el naranja de metilo, que se utiliza como colorante en la industria textil, y el clorfenvinfos, que se ha utilizado como herbicida. Estos compuestos pueden aparecer en las aguas residuales del sector textil o en las aguas de escorrentía del sector agrícola, respectivamente. En este trabajo se pretende determinar la ecotoxidad del naranja de metilo y del clorfenvinfos antes y después de ser sometidos, por separado, a un proceso de oxidación electroquímica en presencia de sulfato sódico. Se analizarán diversas muestras en las que se habrán modificado las variables del proceso electroquímico (intensidad, tipo de ánodo, concentración de sulfato sódico y pH). La ecotoxicidad se determinará mediante dos técnicas: usando semillas de lechuga (Lactuca sativa) y mediante una bacteria luminiscente (Vibrio fischeri), para corroborar los resultados. En caso de observarse un incremento de la toxicidad después del tratamiento electroquímico, se estudiarán las posibles causas. Por último, se estimará el presupuesto del coste de los ensayos efectuados., [EN] Electrochemical oxidation is an advanced oxidation technique that can be used to eliminate organic pollutants present in wastewater. Normally it is applied when the organic pollutant is not biodegradable or when the residual water to be treated has a certain toxicity that prevents the microorganisms of a biological process from acting. This would be the case of two pollutants: methyl orange, which is used as a dye in the textile industry, and chlorfenvinphos, which has been used as an insecticide. These pollutants can appear in the wastewater of the textile sector or in the runoff waters of the agricultural sector, respectively. In this work, the aim is to determine the ecotoxicity of methyl orange and chlorfenvinphos before and after being subjected, separately, to an electrochemical oxidation process in the presence of sodium sulphate. Several samples will be analyzed in which the variables of the electrochemical process (intensity, type of anode and sodium sulphate concentration) will have been modified. Ecotoxicity will be determined by two techniques: using lettuce seeds (Lactuca sativa) and a luminescent bacteria (Vibrio fischeri), to corroborate the results.

[ES] La industria textil es una de las principales causantes de la disminución en la calidad del agua, debido a los compuestos químicos presentes en sus efluentes. Entre estas sustancias se encuentran los colorantes sintéticos, siendo los azoicos los de mayor uso. Estos colorantes, además de ser tóxicos para el medio acuático, cancerígenos y mutagénicos, presentan una baja biodegradabilidad, por lo que persisten a los tratamientos convencionales de aguas residuales. Uno de los métodos de tratamiento de aguas residuales ampliamente conocidos son los métodos electroquímicos, entre los que se encuentra la oxidación electroquímica. Esta se trata de una técnica de oxidación avanzada que permite eliminar contaminantes orgánicos de las aguas residuales y se suele aplicar cuando el contaminante no es biodegradable o presenta cierta toxicidad. En este trabajo se pretende analizar el efecto del pH en la degradación por oxidación electroquímica de un colorante azoico, el naranja de metilo, mediante el empleo de tres ánodos diferentes (uno BDD y dos cerámicos) a distintas intensidades (200, 400, 600 y 800 mA). Para poder comparar los resultados obtenidos, se analizará la evolución con el tiempo de la absorbancia, la concentración de naranja de metilo y el carbono orgánico total (COT); con estos datos se determinarán los porcentajes de decoloración, de degradación y de mineralización alcanzados. Asimismo, se calcularán los rendimientos eléctricos del proceso. Tras la finalización de los ensayos se ha observado que, a mayor intensidad aplicada, mayor es el porcentaje obtenido de los parámetros analizados. Además, el medio y ánodo para los cuales se han alcanzado los mejores resultados ha sido el ánodo BDD en medio ácido., [CA] La indústria tèxtil és una de les principals causants de la disminució en la qualitat de l’aigua, a causa dels compostos químics presents en els seus efluents. Entre aquestes substàncies es troben els colorants sintètics, sent els azoics els de major ús. Aquestos colorants, a més de ser tòxics per al medi aquàtic, cancerígens i mutagènics, presenten una baixa biodegradabilitat, de manera que persisteixen als tractaments convencionals d’aigües residuals. Un dels mètodes de tractament d’aigües residuals àmpliament coneguts són els mètodes electroquímics, entre els que es troba l’oxidació electroquímica. Aquesta es tracta d’una tècnica d’oxidació avançada que permet l’eliminació de contaminants orgànics de les aigues residuals i sol aplicar-se quan el contaminant no és biodegradable o té una certa toxicitat. En aquest treball es pretén analitzar l’efecte del pH en la degradació per oxidació electroquímica d’un colorant azoic, el taronja de metil, per mitjà de l’ús de tres ánodes diferents (un BDD i dos ceràmics) a distintes intensitats (200, 400, 600 i 800 mA). Per a poder comparar els resultats obtinguts, s’analitzarà l’evolució amb el temps de l’absorbància, concentració de taronja de metil i el carboni orgànic total (COT); amb aquestes dades es determinaran els percentatges de decoloració, degradació i mineralització aconseguits. Així mateix, es calcularàn els rendiments elèctrics. Després de la finalització dels assajos s’ha observat que, a major intensistat aplicada, major és el percentatge obtingut dels paràmetres analitzats. A més, el mig i ànode per als quals s’han aconseguit els millors resultats ha sigut l’ànode BDD al mig àcid., [EN] The textile industry is one of the main causes of the decrease in water quality, due to the chemical compounds present in its effluents. Among these substances are synthetic dyes, with the azoic ones being the most commonly used. These dyes, in addition to being toxic to the aquatic environment, carcinogenic and mutagenic, have a low biodegradability, so they persist to conventional wastewater treatments. One of the widely known wastewater treatment methods is electrochemical methods, including electrochemical oxidation. This is an advanced technique that allows the removal of organic pollutants from wastewater and is usually applied when the pollutant is not biodegradable or has some toxicity. This work aims to analyze the effect of pH on electrochemical oxidation of an azo dye, methyl orange, using three different anodes (one BDD and two ceramics) at different intensities (200, 400, 600 and 800 mA). In order to compare the results obtained, the evolution over time of the absorbance, concentration of methyl orange and total organic carbon (TOC) will be analyzed. With this data, the discoloration, degradation and mineralization percentages achieved will be determined. Electrical yields will also be calculated. After completion of the tests, it has been observed that, the higher the intensity applied, the higher the percentage obtained from the analyzed parameters. In addition, the medium and anode for which the best results have been achieved has been the BDD anode in acid medium.

En los últimos años se está poniendo el foco en la detección y eliminación de los llamados contaminantes emergentes de las aguas residuales. Estos, aunque suelen estar presentes en bajas concentraciones, se caracterizan por su baja biodegradabilidad. Este hecho hace que puedan suponer un problema en el medio receptor a largo plazo. Entre estos contaminantes se encuentran, por ejemplo, muchos medicamentos de amplio uso, como es el caso del norfloxacino, un antibiótico usado en infecciones urinarias. La UE tiene catalogadas diferentes técnicas para la determinación de la toxicidad de estos contaminantes, pero aboga por la búsqueda y el desarrollo de nuevas técnicas, haciendo hincapié en el hecho de que no supongan el uso de animales. Por otro lado, continúan desarrollándose nuevas tecnologías, y optimizándose las existentes, para la eliminación de los contaminantes emergentes en las aguas residuales. Una de ellas es la oxidación electroquímica. La aplicación de esta técnica requiere la presencia de un electrolito soporte que aporte conductividad y puede implicar modificaciones del pH de la disolución. En concordancia con lo expuesto, en este trabajo se van a poner en práctica dos métodos para medir la toxicidad del norfloxacino: uno mediante la siembra de semillas de lechuga (¿lactuca sativa¿), y otro mediante el uso del equipo Microtox con bacterias luminiscentes. En concreto, se procederá al estudio de diferentes variables como son la concentración del norfloxacino (el contaminante objeto de estudio), el pH o la concentración de electrolito soporte, y se analizará su efecto sobre la toxicidad de la muestra. Con los resultados obtenidos experimentalmente, y con la ayuda de herramientas estadísticas, se determinarán los umbrales de toxicidad de la muestra objeto de estudio. Por último, en este trabajo, se analizará la toxicidad final de muestras reales de norfloxacino sometidas a un proceso de oxidación electroquímica., In recent years, the focus has been on detecting and eliminating of the emerging pollutants of the wastewater. Although they are usually present in low concentrations, they are characterized by their low biodegradability. This fact means that they can be a problem in the long-term if they are received by the environment. For example, among these contaminants are many medicines, such as norfloxacine, an antibiotic used in urinary tract infections. The EU has cataloged different techniques for the determination of the toxicity of these pollutants, but advocates the search and development of new techniques, emphasizing the fact that they do not involve the use of animals. On the other hand, new technologies continue to be developed, and existing ones are being optimized for the elimination of emerging pollutants in wastewater. One of them is electrochemical oxidation. The application of this technique requires the presence of a supporting electrolyte that provides conductivity and may involve changes in the pH of the solution. In agreement with the above, this work will put into practice two methods to measure the toxicity of norfloxacine: one by sowing lettuce seeds ("lactuca sativa"), and another by using the Microtox equipment with luminescent bacteria. In particular, we will proceed to the study of different variables such as the concentration of norfloxacine (the pollutant under study), the pH or the concentration of electrolyte support, and its effect on the toxicity of the sample will be analyzed. With the results obtained experimentally, and the toxicity thresholds of the sample under study will be determined with the help of statistical tools. Finally, in this work, the final toxicity of real samples of norfloxacine subjected to an electrochemical oxidation process will be analyzed.