Cristián Urdiales Flores

Título Tesis: “ESTUDIO DEL TRANSPORTE DE SULFAMETOXAZOL Y CIPROFLOXACINO EN SUELOS DE ORIGEN VOLCÁNICO DEL CENTRO Y SUR DE CHILE: OBSERVACIONES EXPERIMENTALES SIMULACIÓN Y MODELACIÓN”

Profesor (a) Guía: Mónica Antilén
Defensa de Tesis Doctoral: 20 de agosto del 2020

Resumen

El recurso suelo está bajo la influencia de diversos fármaco veterinarios como lo son los antimicrobianos, el riesgo ambiental de la retención en suelos de origen volcánico es latente, pues aquí es donde se desarrollan gran parte de las labores agrícolas de Chile. Ensayos de adsorción, desorción y curvas de ruptura de los antimicrobianos seguida del modelado del transporte de dos antimicrobianos: Sulfametoxazol (SMX) y Ciprofloxacino (CIP) en suelos de las series Collipulli (CLL), Frutillar (FRU), Nueva Braunau (NBR) y Osorno (OSR) fueron objeto de esta tesis.

Se desarrolló una metodología electroanalítica para determinar SMX y CIP, la cinética electroquímica mostró que ambos procesos oxidativos son irreversibles y controlados por difusión. Utilizando voltametría de onda cuadrada se realizaron estudios cinéticos e isotermas de adsorción (Batch) de los antimicrobianos en suelos. La cinética de adsorción de SMX en el suelo CLL fue de pseudo primer orden (PPO), mientras que para FRU, NBR y OSR fue de pseudo segundo orden (PSO). Las isotermas de CLL y OSR, se ajustan a Freundlich, con adsorción por multicapa. Para FRU y NBR, Langmuir describe la adsorción, con formación de monocapa. Mientras que la cinética de adsorción de CIP en suelos CLL, FRU y NBR obedece al PSO. Para el suelo OSR el mejor ajuste fue con PPO. Las isotermas de adsorción de CIP sobre los suelos CLL, NBR y OSR se ajustan mejor al modelo de Freundlich, se considera la formación de multicapa, y la adsorción del CIP sobre FRU ajustan mejor al modelo de Langmuir. Los espectros FTIR de los suelos con adsorción tanto de SMX como CIP, muestran atenuación de la absorbancia de las señales comprendidas en la región diagnóstica (4000-1800 cm-1) e incremento en la intensidad de las señales de absorbancia de la región de la huella dactilar de los antimicrobianos (1800-400 cm-1), con comportamiento marcado en los suelos NBR y OSR.

El modelo de porosidad dual con dos sitios de adsorción en la zona móvil describió mejor las curvas de ruptura en el programa HYDRUS-1D, el SMX es más móvil en suelos con menor contenido de materia orgánica (CLL) debido a la menor capacidad de adsorción a profundidad de 5 cm, comparativamente con FRU, NBR y OSR que poseen mayor contenido de materia orgánica y alta capacidad de adsorción, mayor flujo favorece la lixiviación. Articulando parámetros como la conductividad hidráulica saturada y variables meteorológicas, se simuló el transporte de SMX a una profundidad de 0,20 m en los suelos en estudio. Las proyecciones muestran que al disponer 100 μmol cm-2 de SMX en la superficie, la secuencia decreciente de adsorción será OSR>FRU>NBR>CLL. La lixiviación simulada en HYDRUS-1D muestra que los suelos con menor contenido de materia orgánica y menor abundancia de grupos aromáticos en la materia orgánica lixiviaran por completo al SMX a través de los 0,20 m al final de la estación invernal. Lo anterior no ocurre con los suelos NBR y OSR que tienen aún potencial de lixiviación en el período de evaluación.

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