Degradación del antibiótico cefalexina en aguas mediante oxidación electroquímica

Abstract

RESUMEN: En esta investigación la degradación electroquímica del antibiótico cefalexina (CPX) en diferentes matrices (DW, MWW y orina) se llevó a cabo mediante ánodos DSA Ti / RuO2-IrO2. Variables operacionales como el tipo de electrolito soporte, pH y la densidad de corriente fueron estudiados. Se obtuvo una mayor degradación de CPX en presencia del electrolito NaCl mientras que en sales como Na2SO4 o Na3PO4 la degradación fue mínima. El efecto de la densidad de corriente aplicada mostró una tendencia lineal respecto a la velocidad de degradación de CPX (100% de degradación en 5min a 6mA cm-2, 100% en 7.5min a 4mA cm-2 y sólo 40% a 2mA cm-2). Sin embargo, los consumos energéticos incrementan con el aumento de este parámetro (0,088Kw h m-3 a 4mA cm-2 y 0,105Kw h m-3 a 6mA cm-2). Se logró una mayor velocidad de eliminación de CPX utilizando un pH bajo por la rápida formación de Cl2. Se determinó la inocuidad de algunos productos de degradación, evaluando parámetros analíticos como demanda química de oxígeno (DQO), demanda biológica de oxígeno (DBO5), cromatografía líquida de alta resolución acoplada a masas (HPLC-MS) y actividad antibiótica (AA). Los resultados mostraron la rápida formación de los intermediarios CPX- (S) -sulfóxido y CPX- (R) -sulfóxido a los 5 min, generados debido al ataque de especies de cloruro activo en el tioéter de la CPX. El análisis de la DBO5 y la AA demostraron la capacidad de las especies de Cl2-activo electrogenerado para transformar estos intermediarios en compuestos biodegradables. Los análisis efectuados en las diferentes matrices mostraron una mayor velocidad de degradación en agua desionizada (22.5μmol L-1m-1) que en agua residual municipal (3.96μmol L-1m-1) y orina (0.576μmol L-1m-1), esto fue debido a la materia orgánica presente o a los iones como el nitrógeno generado por la oxidación parcial de urea, que bloquearon los sitios activos para la oxidación de cloruro, en la superficie del electrodo. Según los resultados anteriores la degradación electroquímica se puede utilizar como una estrategia para la eliminación de otros compuestos similares, contenidos en matrices de agua reales como la orina y agua residual municipal.