Contaminantes Orgánicos e Inorgánicos en el Medio Ambiente

https://youtu.be/liDseTGwGOk?t=35

Líneas de investigación:

– Aplicación de técnicas químicas, biológicas y ómicas tanto para la prevención de la contaminación de suelos como para la recuperación de suelos contaminados.

– Desarrollo de métodos para la eliminación de contaminantes orgánicos y microorganismos patógenos en procesos de recuperación de aguas.

 

Objetivos:

OBJETIVO GENERAL

La contaminación de suelos y aguas es un tema de interés a escala mundial debido a los peligros que conlleva tanto para los seres humanos como para el medioambiente. Los tipos de contaminantes que se encuentran incluyen elementos potencialmente tóxicos (EPTs) y contaminantes orgánicos, incidiendo principalmente en los contaminantes orgánicos persistentes (COPs) y en los contaminantes emergentes, cuya presencia creciente en aguas y suelos produce efectos no deseados y de gran riesgo toxicológico y medioambiental, ya  que algunos de ellos poseen propiedades carcinogénicas, mutagénicas y embriogénicas; otros son disruptores endocrinos y responsables de la aparición de resistencia bacteriana y vírica a fármacos. En el caso de las aguas es además de sumo interés su control microbiológico tanto en plantas potabilizadoras como en aguas regeneradas con aplicaciones tales como la agricultura, en donde debe hacerse frente al reto de la seguridad alimentaria derivado de la aplicación de éstas.

Por tanto, el objetivo general del grupo COIMed es el diseño de estrategias para minimizar la contaminación de suelos y aguas, contribuyendo al desarrollo de nuevas tecnologías respetuosas con el medioambiente que den lugar a una gestión más sostenible del sistema suelo-agua.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

 

Control de la contaminación en suelos.

1) Recuperación de suelos contaminados
El paso determinante para conseguir la eliminación de contaminantes en suelos es lograr un aumento de la solubilidad de los mismos para que puedan ser retirados del suelo o, en el caso de los contaminantes orgánicos, ser accesibles a los microorganismos que han de provocar su degradación. Para ello el grupo COIMed emplea extractantes no tóxicos y biodegradables y por lo tanto respetuosos con el medioambiente (biosurfactantes y ciclodextrinas, entre otros), capaces de mejorar la disponibilidad tanto de contaminantes orgánicos como inorgánicos sin alterar las propiedades del suelo. En el caso de contaminantes orgánicos, estas técnicas de extracción/solubilización además se combinan con técnicas microbiológicas que incluyen el aislamiento y selección de bacterias degradadoras específicas de los contaminantes orgánicos seleccionados para ser adicionadas al suelo contaminado, estudiando la evolución de las comunidades microbianas a lo largo de los procesos de degradación. Asimismo, se realizan estudios genómicos para la evaluación de la capacidad de atenuación natural de los suelos.

2) Prevención de la contaminación de suelos
La utilización de biosólidos procedentes de lodos de depuradora en agricultura permite la recuperación de recursos y añade un valor económico a lo que tradicionalmente se ha considerado como un producto de desecho, lo que se enmarca en los principios de aprovechamiento de recursos que enuncia la Economía Circular promovida por la Unión Europea. Sin embargo, existe una gran preocupación por las concentraciones de contaminantes tanto inorgánicos (elementos potencialmente tóxicos, EPTs) como microcontaminantes orgánicos (plaguicidas, compuestos provenientes de la industria, productos farmacéuticos y de higiene personal, hormonas y otros contaminantes emergentes) que los lodos de depuradora aplicados como enmiendas orgánicas aportan a los suelos agrícolas. El grupo COIMed desarrolla y aplica tecnologías de extracción y microbiológicas similares a las anteriormente expuestas también para la reducción del contenido de contaminantes orgánicos en lodos y biosólidos procedentes de EDARs, de forma que su posterior utilización como enmienda orgánica en el sector agrario no implique un aumento de la contaminación de los suelos y el medio ambiente.

 

Control de la contaminación en aguas.

En el grupo COIMED se han desarrollado y probado diversas tecnologías para la purificación de aguas con distintos fines. Entre estas se encuentra el desarrollo de sistemas de filtración basado en minerales de arcilla modificados con surfactantes y polímeros, habiéndose establecido los parámetros asociados para la obtención de materiales que presenten tanto propiedades antibacterianas y antivíricas, así como retención de contaminantes orgánicos. Su combinación con otros sistemas (electrocoagulación, reactores de lecho móvil con biofilm, etc.) es también objeto de estudio, permitiendo crear sistemas multibarreras que aumentan la eficiencia y disminuyen los costes respecto a otras configuraciones más convencionales en procesos de tratamientos de aguas.

Componentes:

Investigadores de plantilla:

Esmeralda Morillo González, Investigadora Científica.

Tomás Undabeytia López,  Investigador Científico.

Jaime Villaverde Capellán, Científico Titular.

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Personal técnico de plantilla:

Fernando Madrid Díaz, Técnico Superior Especializado.

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Personal técnico contratado:

Marina Rubio Bellido, Titulado superior de actividades técnicas y profesionales.

María Hidalgo García, Oficial de Actividades Técnicas y Profesionales.

 

Becarios Predoctorales:

Alba Lara Moreno, Becaria FPU.

     

Otros miembros del grupo de investigación:

María del Carmen Florido Fernández. Profesora Contratada Doctora. Departamento de Cristalografía, Mineralogía y Química Agrícola de la Universidad de Sevilla.

Francisco Merchan Ignacio. Profesor Titular de Universidad. Departamento de Microbiología y Parasitología.

Proyectos Internacionales:

Empleo de materiales nanoestructurados en la implementación de formulaciones de agroquímicos (PRI-PIBAR-2011-1393). Ministerio de Ciencia e Innovación (MINCYT-ANPCT). Proyecto bilateral con Argentina. IP: Tomás Undabeytia. 2012-2014.

Formulaciones de plaguicidas basadas en minerales de la arcilla para una aplicación sostenible (A/023433/09). AECID (Ministerio de Asuntos Exteriores). IP: Esmeralda Morillo. 2010-2011.

Effect of cyclodextrins complexation on physicochemical properties of pesticides (1090254). FONDECYT (Fondo Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico, Chile). IP: Claudia Yáñez. 2009-2013.

Optimization of processes to prepare sorbents of pesticides from clay minerals. CSIC-Academia de Ciencias de la República Checa. IP: Celia Maqueda. 2009-2010.

Formulaciones de plaguicidas basadas en minerales de la arcilla para una aplicación sostenible (A/016047/08). AECID (Ministerio de Asuntos Exteriores). IP: Esmeralda Morillo. 2009-2010.

Interaction of some herbicides with heavy metal ions. Adsorption of complexes on humic substances .(2000MA0024). Centro Nacional de Coordinación y Planificación de la Investigación Científica y Técnica. Cooperación España-Marruecos. IP: Esmeralda Morillo. 2000-2001.

Effect of different organic residues added to soils of Morocco and Spain as fertilizers on the adsorption and leaching of pesticides (2001MA0004). A.E.C.I. IP: Esmeralda Morillo. 2000-2001.

Proyectos Europeos:

KETs para la eliminación de contaminantes emergentes en aguas regeneradas en el espacio SUDOE. Unión Europea (programa SUDOE). IP: Tomás Undabeytia. 2016-2019.

EuropeAid: Promoting multidisciplinary EU-China collaborations in science and business to address food security, water and environmental stress (SEW-REAP). Unión Europea. IP: Silvia Lacorte. 2015-2018.

Diffusion of nanotechnology based devices for water treatment and recycling. Proyecto Europeo ENPI-CBC-MED. IP: Tomás Undabeytia. 2012-2015.

Urban soils as a source and sink for pollution: Towards a common European methodology for the evaluation of their environmental quality as a tool for sustainable resource management (EVK4-CT-2001-00053) Unión Europea. IP: Luis Madrid. 2002-2004.

Proyectos Nacionales:

Uso de metodos quimicos y biologicos para la reduccion de contaminantes organicos en biosolidos. Implicaciones de su aplicacion como fertilizantes en suelos agrícolas  (CTM2017-82472-C2-1-R). Ministerio de Economía, Industria y Competitividad. IP: Esmeralda Morillo, Jaime Villaverde. 2018-2021.

Eliminación de cianobacterias y cianotoxinas en aguas: Una aproximación tecnológica basada en polímeros y minerales de arcilla (CTM2016-77168-R). Ministerio de Economía y Competitividad. IP: Tomás Undabeytia. 2017-2020.

Compuestos biodegradables para la descontaminación de suelos. Efecto de diferentes co-contaminantes (CTM2013-42599-R). Ministerio de Economía y Competitividad. IP: Esmeralda Morillo. 2014-2017.

Nuevas tecnologías en procesos de tratamiento de aguas mediante el uso de composites basados en minerales de arcilla modificados (CTM2013-42306-R). Ministerio de Economía y Competitividad. IP: Tomás Undabeytia. 2014-2016.

Geles de minerales de arcilla en el diseño de formulaciones de herbicidas que reduzcan la contaminación ambiental. Junta de Andalucía (RNM-4581). IP: Celia Maqueda. 2010-2013.

Formulaciones de herbicidas basadas en minerales de la arcilla y tensioactivos respetuosos con el medio ambiente. Ministerio de Ciencia e Innovación (CTM2009-07425). IP: Tomás Undabeytia. 2010-2013.

Envejecimiento y biodisponibilidad de residuos de plaguicidas en suelos contaminados y su modelización. Ministerio de Ciencia e Innovación (CTM2009-07335). IP: Jaime Villaverde. 2010-2013.

Seguimiento del contenido de metales potencialmente tóxicos en suelos urbanos de Sevilla: Influencia del uso de diversas enmiendas orgánicas (2004-4-0E-322). Proyecto Intramural Especial CSIC. IP: Luis Madrid Sánchez del Villar. 2007-2010.

Movilidad en columnas de suelos de formulaciones de liberación lenta de herbicidas preparadas mediante combinación de ciclodextrinas y arcillas pilareadas. Bioeficacia de las formulaciones en suelos. (Intramural CSIC 2004 4 OE 194). CSIC. IP: Tomás Undabeytia. 2006-2007.

Recuperación de suelos contaminados mediante el uso de ciclodextrinas. (CTM2006-04626/TECNO). CICYT. IP: Esmeralda Morillo. 2006-2010.

Preparación de formulaciones de liberación controlada de herbicidas utilizando arcillas modificadas mediante tratamientos mecánicos (ultrasonidos y molienda) y químicos. (AGL2005-00164). CICYT. IP: Celia Maqueda. 2005-2008.

Identificación de la fuente de contaminación con metales potencialmente tóxicos en suelos urbanos de Sevilla y su posible rehabilitación por medio de diversas enmiendas (CTM2005-02256/TECNO). (CICYT). IP: Luis Madrid Sánchez del Villar. 2005-2008.

Formulaciones de liberación controlada de herbicidas: bioeficacia, lixiviación y degradación en suelos.  (REN2003-01509). CICYT. IP: Esmeralda Morillo. 2003-2006.

Diseño de sustratos de vivero basados en composts urbanos para el cultivo de plantas forestales (AGL2002-02633 AGR-FOR). Ministero de Ciencia Y Tecnología. IP: Rafael López Núñez. 2002-2006.

Desarrollo de formulaciones de liberación controlada de plaguicidas mediante el uso de surfactantes y ciclodextrinas en combinación con arcillas (AGL2002-00993). Ministerio de Ciencia y Tecnología. IP: Tomás Undabeytia. (2002-2005).

Calidad de suelos urbanos de Sevilla. Seguimiento de la disponibilidad de elementos tóxicos y propuestas para rehabilitación de áreas contaminadas (REN2002-03309). Ministero de Ciencia Y Tecnología. IP: Luis Madrid Sánchez del Villar. 2002-2005.

Evolución de parámetros indicadores de la fertilidad del suelo en fincas en reconversión hacia la agricultura ecológica. Repercusión en los cultivos. (AGL2000-0493-C02-01). C.I.C.Y T. IP: Celia Maqueda. 2000-2003.

Desarrollo de sistemas de liberación controlada de plaguicidas mediante el empleo de derivados de celulosa y liposomas. (REN2000-1540/TECNO). C.Y.C.Y T. IP: Esmeralda Morillo. 2000-2003.

Proyectos Autonómicos

Diseño y desarrollo de aplicaciones clínicas y medioambientales de arcillas como nanomateriales naturales de liberación controlada (RNM-1897). Junta de Andalucía. IP: Claro Ignacio Sáiz Díaz. 2014-2018.

Evaluación de la toxicidad de residuos envejecidos de plaguicidas en suelos contaminados (RNM 894). Junta de Andalucía. IP: Jaime Villaverde. 2014-2017.

Geles de minerales de arcilla en el diseño de formulaciones de herbicidas que reduzcan su contaminación ambiental (RNM-4581). Junta de Andalucía. IP: Tomás Undabeytia. 2010-2013.

Utilización de polímeros biodegradables para la preparación de formulaciones de liberación controlada de plaguicidas. (P06-FQM-01909). Junta de Andalucía. IP: Esmeralda Morillo. 2007-2010.

Parámetros físicos, químicos y microbiológicos en suelos con distintos años de manejo ecológico frente a manejo convencional y su repercusión en los cultivos. Junta de Andalucía. 2005-2008.

Respuesta de distintos tipos de suelos en sus propiedades físicas químicas y biológicas a distintos tipos de aportes de fertilizantes, orgánicos y minerales. Influencia en la producción y calidad de los cultivos. Junta de Andalucía. 2003-2006.

Acción de los fertilizantes y el laboreo en la dinámica de nutrientes y elementos traza en los suelos. Junta de Andalucía. 2003-2004.

Efecto de distintas enmiendas orgánicas en la dinámica de plaguicidas y nutrientes del suelo (ACC-917NM-2002). Junta de Andalucía. IP: Celia Maqueda. 2002-2004.

Aplicación de enmiendas orgánicas a suelos para la prevención de la contaminación por metales y plaguicidas (ACC-110-RNM-2001). Junta de Andalucía. IP: Celia Maqueda. 2001-2002.

Sistemas de liberación controlada de plaguicidas mediante el empleo de polímeros semisintéticos (ACC-160-CTS-2001). Junta de Andalucía. IP: Antonio Rabasco. 2001-2002.

Contratos con empresas

Sistema modular autosuficiente de purificación de aguas para el consumo humano. Arsinger S.L. IP: Tomás Undabeytia. 2015-2015.

MTA clay-phosphatidilcholine-Al formulations. Materials Transfer Agreement Patent W02009101232. Empresa financiadora: SYNGENTA. IP: Tomás Undabeytia. 2010-2011.

Estudio de la dinámica y cinética de ciertos plaguicidas en el medio acuático. Empresa financiadora: Infraestructura y Ecología, S.L. IP: Esmeralda Morillo. 2009-2010.

Estudio de la calidad del agua del Río Guadaíra. Convenio CSIC-Ayuntamiento de Alcalá de Guadaíra. IP: Fernando Madrid Díaz. 2006-2008.

Estudio de la calidad del agua del Río. Convenio CSIC-Ayuntamiento de Alcalá de Guadaíra. IP. Fernando Madrid Díaz. 2002-2004.

Patentes

Inventores: Tomás Undabeytia, Shlomo Nir, María Trinidad Sánchez-Verdejo, Celia Maqueda, Esmeralda Morillo.
Título: Pesticide formulation for use in agriculture and for use as insecticide, fungicide and herbicide formulations, is formed by a neutral lipid.
N. de solicitud: PCT/ES 2009/070022
País de prioridad:España
Fecha de prioridad: 13/02/2008
Entidad titular: Consejo Superior de Investigaciones Científicas
Paises a los que se ha extendido: 85

Inventores: Shlomo Nir, Baruch Rubin, Yael-Golda Mishael, Tomas Undabeytia, Onn Rabinovitch, Tamara Polubesova
Título:Controlled release formulations of anionic herbicides based on micelles and vesicles adsorbed on a clay mineral for reduced leaching in soil.
N. de solicitud: 2553-00
País de prioridad: Israel
Fecha de prioridad: 31/12/2000
Entidad titular: Yissum Research Development Company of The Hebrew University of Jerusalem.
Países a los que se ha extendido: 20

Artículos científicos.

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