Ahora, con la aparición del coronavirus SARS-CoV-2 en el medio ambiente, esta preocupación se ha incrementado aún más. Por ejemplo, se ha estimado que el consumo mundial de productos farmacéuticos fue superior a los 4,500 millones de dosis en el 2020, lo que representa un 24 % más en comparación con el número registrado en el 2015. Más de una dosis de estos productos farmacéuticos por persona fue consumida por la mitad de la población a nivel mundial en el 2020, incluidas más de 943 nuevas sustancias activas en la lista de los productos farmacéuticos. La presencia de contaminantes emergentes (CE) en los entornos acuáticos (agua potable, aguas subterráneas, aguas superficiales, influentes y efluentes de los sistemas de tratamiento de aguas residuales), atmósfera, organismos acuáticos y sedimentos sigue siendo un gran desafío para el medio ambiente y la salud humana, ya que las bajas concentraciones detectadas en el ambiente (por debajo de los microgramos por litro) pueden tener impactos toxicológicos en organismos de diferentes niveles tróficos, ya que pueden alterar la estructura y las actividades metabólicas de los organismos vivos. Por lo tanto, estos CE, deben ser eliminados o controlados en el medio ambiente. Los términos “contaminante emergente”, “microcontaminante” o “contaminante emergente de alta preocupación” están relacionados con los grupos de productos químicos conocidos o de nueva creación, que incluyen productos para el cuidado personal, compuestos farmacéuticos, compuestos disruptores endocrinos, hormonas, edulcorantes artificiales, retardantes de llama bromados y clorados, herbicidas, subproductos de la desinfección, plastificantes, sustancias preservantes de madera y detergentes para ropa. En los últimos años también se han considerado también como contaminantes emergentes de alta preocupación las nanopartículas, microplásticos, tierras raras o elementos raros de la tierra, genes de resistencia a antibióticos y al virus SARS-CoV-2.
Diferentes estudios han registrado la presencia de CE en el medio acuático (principalmente en las aguas residuales) en varios países y regiones en el rango de picogramos por litro a miligramos por litro. La presencia de CE en las aguas residuales está directamente relacionada con la vida cotidiana humana y las actividades industriales que a menudo se producen en las áreas urbanas y sus alrededores o áreas contaminadas por residuos municipales. La descarga controlada o no controlada y la persistencia de los CE plantean un desafío significativo para los reguladores de políticas, los ingenieros y la comunidad científica. Las tecnologías de tratamiento de aguas residuales han demostrado ser ineficaces para la eliminación de una variedad de CE. Las plantas de tratamiento de aguas residuales convencionales están diseñadas para la eliminación de materia orgánica biodegradable que contiene principalmente carbono y nitrógeno. Sin embargo, los CE son generalmente resistentes a la biodegradación y son de naturaleza recalcitrante. Por lo tanto, los CE no se eliminan eficientemente de los sistemas de tratamiento convencionales. Se han investigado diferentes tecnologías para la eliminación de estos CE, tales como procesos biológicos convencionales (lodos activados), procesos biológicos no convencionales (biorreactores con membranas), reactores anaerobios (reactores anaerobios de flujo ascendente), procesos de membranas (osmosis inversa), adsorción con carbón activado, procesos de oxidación avanzada (reacción Fenton), sistemas bioelectroquímicos (celdas de combustible microbianas) y electroxidación (electrocoagulación), por mencionar otros. Existen ciertas limitaciones asociadas con todas estas tecnologías. como la formación de subproductos intermediarios que podrían ser más tóxicos que el compuesto principal y los altos costos de la operación de las tecnologías de tratamiento. Por lo tanto, es necesario desarrollar nuevos métodos o técnicas de tratamiento de aguas residuales para la eliminación de los CE más eficiente y de bajo costo. En el Instituto Mexicano de Tecnología del Agua hemos realizado diferentes investigaciones en el tema de CE con el objetivo de incrementar su eliminación en las aguas residuales y determinar los mecanismos de eliminación utilizando procesos biológicos avanzados y procesos de oxidación avanzada, tales como biorreactores con membranas, celdas de combustibles microbianas, bioelectroFenton, celdas de electrolisis microbianas, reactores de lecho móvil, biofiltración sobre medio orgánico, reactores aerobios de lecho sumergido, digestores anaerobios, oxidación electroquímica, electroFenton y Fenton, las cuales son innovadoras en el campo del tratamiento de las aguas residuales. Aunque se han obtenido resultados prometedores, se continúa trabajando para llevar estas tecnologías a una escala real para ser implementadas en nuestro país.
