Irradiación por haces de electrones para la degradación eficiente de antibióticos en soluciones acuosas

Área de la Ciencia:

• Ciencias del medio ambiente
• Química analítica
• Química de la radiación

Sus antecedentes:

• Los residuos de antibióticos contaminan los sistemas naturales de agua debido al uso extensivo.
• La contaminación farmacéutica representa un riesgo significativo para el medio ambiente y la salud.

Objetivo del estudio:

• Investigar la degradación de antibióticos comunes (penicilinas, tetraciclinas, estreptomicina y cloramfenicol) en soluciones acuosas mediante la irradiación con haz de electrones.
• Para determinar la eficacia de las diferentes dosis de irradiación para la eliminación de antibióticos.
• Desarrollar un marcador cuantitativo para evaluar la degradación de los antibióticos.

Principales métodos:

• Exposición de soluciones de antibióticos a electrones acelerados de 1 MeV a dosis de 0,1, 1, 3 y 7 kGy.
• Análisis de la degradación de los antibióticos mediante cromatografía líquida de alto rendimiento y espectrometría de masas de alta resolución (HPLC-HRMS).
• Desarrollo de un modelo matemático para describir la cinética de degradación dependiente de la dosis y la radiosensibilidad.

Principales resultados:

• La irradiación a 7 kGy logró una eliminación del 98-99% de los antibióticos (15-30 mg/L de concentración inicial).
• La tetraciclina exhibió un mayor rendimiento radiactivo-químico en comparación con otros antibióticos.
• El modelo matemático reveló tasas de descomposición variables relacionadas con la radiosensibilidad de la clase de antibióticos.

Conclusiones:

• Se desarrolló un nuevo marcador cuantitativo para la degradación de antibióticos utilizando la teoría funcional de la densidad y un modelo matemático.
• Este método permite determinar el grado de degradación de los antibióticos y optimizar las dosis de irradiación para el tratamiento de aguas industriales.