DUGi

Electrochemical removal of antibiotics and multidrug-resistant bacteria using graphene- sponge electrodes

http://dugi.udg.edu/item/http:@@@@hdl.handle.net@@10256@@28070

ENG- The widespread and misuse of antibiotics for decades in both veterinary and human consumption has led to their appearance in different aquatic environments at increasingly higher concentrations. These contaminants are persistent and therefore difficult to eliminate using conventional treatment technologies. Consequently, their constant presence generates an additional challenge: the emergence of antibiotic-resistant bacteria. Many bacterial strains originally targeted by these drugs have developed resistance genes, leading to infections that are difficult to treat and contributing to what is now recognized as a “silent pandemic.” Since these emerging contaminants pose a challenge for both advanced and conventional water treatment technologies, this doctoral thesis focuses on investigating the efficiency of electrooxidation processes for the removal of antibiotics and multidrug-resistant bacteria, both Gram-positive and Gram-negative, from aqueous solutions. The most widely used electrochemical oxidation treatments face notable limitations, including the high cost of electrode materials and the generation of highly toxic chlorinated by-products. Furthermore, a significant challenge hindering the broader adoption of electrochemical technologies for water treatment are the mass transport limitations and reduced energy efficiency when treating low-conductivity matrices

CAT- L’ús abusiu d’antibiòtics, tant per al consum humà com veterinari, ha provocat l’aparició d’aquests contaminants en concentracions cada vegada més elevades en diferents medis aquàtics, com són llacs, rius i aigües subterrànies. Aquests contaminants són persistents i, per tant, difícils d’eliminar mitjançant tractaments convencionals. Com a conseqüència, la seva presència constant genera una problemàtica afegida: l’aparició de bacteris resistents als antibiòtics. Això implica que molts dels bacteris, per a l’eliminació de les quals es van dissenyar aquests fàrmacs, han desenvolupat gens propis de resistència, donant lloc a infeccions difícils de tractar i contribuint al que avui dia es coneix com una “pandèmia silenciosa”. Aquesta situació ha generat una gran preocupació en l’àmbit de la salut pública, ja que els bacteris resistents als antibiòtics (ARBs) i els seus gens de resistència (ARGs) es troben també presents en diverses matrius aquàtiques. Com que aquests contaminants emergents representen un repte tant per a les tecnologies convencionals de tractament d’aigua com per a les avançades, aquesta tesi doctoral es centra en investigar l’eficiència dels processos d’electrooxidació per a l’eliminació d’antibiòtics i de bacteris multiresistents (tant Gram-positius com Gram-negatius) en solucions aquoses. Particularment, els tractaments d’oxidació electroquímica més utilitzats presenten certes limitacions, com els alts costos dels materials emprats per a la fabricació dels elèctrodes i la generació de subproductes clorats altament tòxics. A més, un altre desafiament important que en dificulta l’aplicació generalitzada són les limitacions en el transport de matèria i la disminució de l’eficiència energètica quan es treballa amb matrius de baixa conductivitat

Programa de Doctorat en Ciència i Tecnologia de l’Aigua

Universitat de Girona