Removal of Antibiotic-Metal Complexes in Wastewater by Electrochemical Methods: A Review
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Instituto Tecnológico Metropolitano (ITM)
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The presence of antibiotics and metals in wastewater leads to alteration of antibiotic resistance genes (ARGs). Concentrations of both species have been detected in municipal wastewater in the range of tens of µg/L, promoting the formation of antibiotic–metal complexes. These complexes are more stable and hazardous to the ecosystem than their individual components. The objective of this review was to analyze antibiotic-metal complexes present in wastewater, their physicochemical properties, and toxicological effects, as well as to evaluate the electrochemical techniques used for their removal or recovery, and their integration with other treatment methods. A comprehensive literature review was conducted using major scientific databases such as Science Direct, Scopus, ACS Publications, PubMed, and Web of Science, selecting the 111 most representative studies. The results showed that electrochemical methods represent a promising tool for the efficient treatment of water contaminated with these complexes, as they offer the advantages of both antibiotic degradation and metal recovery, benefits not achieved by conventional treatments. Among the treatments reviewed, photoelectrocatalysis emerged as the most efficient method, showing high rates of antibiotic degradation within short treatment times. This efficiency is attributed to the synergy between light activation of a semiconductor anode and applied electric current, which leads to the generation of strong oxidizing agents.
La presencia de antibióticos y metales en aguas residuales provoca la modificación de genes con resistencia bacteriana (ARG). Se han encontrado concentraciones de ambas especies en decenas de µg/L en aguas residuales municipales, lo que promueve la formación de complejos antibiótico-metal, generando así compuestos más estables y peligrosos para el ecosistema que sus entes individuales. El objetivo de esta revisión fue analizar los complejos antibiótico-metal presentes en aguas residuales, sus propiedades fisicoquímicas y efectos toxicológicos, así como evaluar las técnicas electroquímicas utilizadas para su eliminación o recuperación y su integración con otros tratamientos. Para ello se realizó una revisión de la literatura existente en la temática en las principales bases de datos científicas, como Science Direct, Scopus, ACS Publications, PubMed y Web of Science, seleccionado los 111 trabajos más representativos. Los resultados mostraron que los métodos electroquímicos se presentan como una herramienta prometedora para el tratamiento eficiente de aguas contaminadas con estos complejos, ya que tienen la ventaja de lograr la degradación del antibiótico y la recuperación del metal, lo que no logran otros tratamientos convencionales. De los tratamientos revisados, se puede concluir que el método fotoelectrocatalítico resulta ser el más eficiente por mostrar altos porcentajes de degradación de los antibióticos en cortos tiempos de tratamiento. Esto se debe a la sinergia entre la acción de la luz en un ánodo semiconductor y la corriente eléctrica aplicada que provoca la generación de oxidantes fuertes.
La presencia de antibióticos y metales en aguas residuales provoca la modificación de genes con resistencia bacteriana (ARG). Se han encontrado concentraciones de ambas especies en decenas de µg/L en aguas residuales municipales, lo que promueve la formación de complejos antibiótico-metal, generando así compuestos más estables y peligrosos para el ecosistema que sus entes individuales. El objetivo de esta revisión fue analizar los complejos antibiótico-metal presentes en aguas residuales, sus propiedades fisicoquímicas y efectos toxicológicos, así como evaluar las técnicas electroquímicas utilizadas para su eliminación o recuperación y su integración con otros tratamientos. Para ello se realizó una revisión de la literatura existente en la temática en las principales bases de datos científicas, como Science Direct, Scopus, ACS Publications, PubMed y Web of Science, seleccionado los 111 trabajos más representativos. Los resultados mostraron que los métodos electroquímicos se presentan como una herramienta prometedora para el tratamiento eficiente de aguas contaminadas con estos complejos, ya que tienen la ventaja de lograr la degradación del antibiótico y la recuperación del metal, lo que no logran otros tratamientos convencionales. De los tratamientos revisados, se puede concluir que el método fotoelectrocatalítico resulta ser el más eficiente por mostrar altos porcentajes de degradación de los antibióticos en cortos tiempos de tratamiento. Esto se debe a la sinergia entre la acción de la luz en un ánodo semiconductor y la corriente eléctrica aplicada que provoca la generación de oxidantes fuertes.