Estudio de la biodegradabilidad y ecotoxicidad sobre colorantes textiles
Yonni, F.(i); Fasoli, H.(ii); Alavarez, H.(iii) (ii)
(i)Escuela Superior Técnica Gral. Manuel N Savio (ii)Facultad de Ingeniería. Universidad Católica Argentina. (iii)INTI. Textil
Introducción La mayoría de los tratamiento de efluentes líquidos que contienen colorantes sintéticos, y que se consideran eficientes, utilizan técnicas fisicoquímicas, tales como adsorción, oxidación química, precipitación, fotodegradación o filtración por membrana[1][2].. Estas técnicas presentan para su utilización en industrias de pequeña a mediana producción serias restricciones por no ser consideradas métodos económicamente factibles por sus altos costos[3][4]. Esto ha dado lugar a considerar el uso de sistemas bacterianos para el tratamiento de efluentes textiles logrando en algunos casos transformar determinados colorantes a productos no-coloreados[5][6]. Sin embargo la mayoría de los colorantes sintéticos son considerados compuestos xenobioticos que se caracterizan por presentar características recalcitrante a los procesos biodegradativos por lo que los efluentes que los contienen provocan severa contaminación de los cuerpos de aguas donde son descargados[7]. Es por ello que, durante los últimos años se ha investigado el uso de varias especies de hongos ligninoliticos como una herramienta a ser utilizada para degradar colorantes sintéticos por accion de sus sistemas enzimáticos extracelulares ligninasas, peroxidasas o lacasas logrando en algunos casos mineralizarlos totalmente[8]. Dentro de esta línea de investigación, este trabajo sostiene la hipótesis de que la cepa Bjerkandera sp BOS55 posee una potencial capacidad para degradar colorantes textiles resistentes al ataque bacteriano y que los productos generados en su decoloración no disminuyen la ecotoxicidad del sistema.
Metodología / Descripción Experimental Bjerkandera sp cepa BOS55 (ATCC 90940) fue cedida por el departamento de Ingeniería Química de la Universidad de Santiago de Compostela (España).La misma fue mantenida a 4ºC en cápsulas con peptona-extracto de malta y transferida para su posterior uso a cápsulas con glucosa-extracto de malta. Las cápsulas fueron
incubadas en estufa a 26ºC durante 7- 13 días.
Las cepas se cultivan en placas de Petri con 15 g/l de extracto de malta; 3,5 g/l de agar nutritivo y 10 g/l de glucosa. Luego se incuban a 26ºC durante 7-13 días antes de emplearlas como inóculo en los experimentos de decoloración. En todos los casos se utilizó como inóculo un cilindro plug de Bjerkandera de 5 mm de diámetro. Para determinar la degradación de los colorantes, se fraccionó alícuotas de 10 ml de medio nutritivo (definido por Tien y Kirk[9]) contaminado con colorante (previamente esterilizado en autoclave) en frascos de 100 ml de volumen, se inóculo con Bjerkandera y se incubo en condiciones estáticas en estufa, bajo presión atmosférica y a 26ºC durante 7- 13 días. Los colorantes utilizados (cedidos por Anilinas RIEGER) fueron Directo Negro 38 y Rojo Ácido 114 este ultimo con características cancerigenas (Chemical Sampling Information- U.S. Departament of Labor). Su decoloración se cuantifico durante 14-18 días (desde la incubación del sistema) sobre una alícuota de 0,2 mL de muestra ( dilución 1:5) por espectrometría ultravioleta/visible (Shimadzu MultiSpec-1501) trabajando a 503 y 439 nm para el rojo ácido 114 y a 504 y 369 nm para el negro directo 38.
La evaluación de la ecotoxicidad de los colorantes con y sin degradar se cuantifico a través de la DL50 a 24 hs ( utilizando:Trimmed Spearman-Karber Meted-Montana State Univ) de Artemia Salina trabajando con alícuotas de 10 mL en tubos de ensayo y por cuadriplicado, con cinco Artemias Salinas por tubo.
Resultados La figura 1 muestra la variación en la relación de absorbancia en función del tiempo para el rojo directo (503/439) y para el negro directo 38 (504/369).
Fig. 1: Determinación de la decoloración de Rojo Directo 114 y Negro Directo 38
INSTITUTO NACIONAL DE TECNOLOGÍA INDUSTRIAL
1
Medio contaminado con Rojo Ácido 114
Abs 3
2,5
2
1,5
1
0,5
0
0
7
9
12
14
Días de acción de Bj
Medio contaminado conNegro Directo 38.
Abs 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0
0
7
9
12
14
18
Días de acción de Bj
En la tabla 1, se muestra los valores de DL50 obtenidos (a) antes de sembrar el sistema
con Bjerkandera y (b) luego de 14 días de sembrado del sistema con Bjerkandera e incubado en estufa a 26oC en condiciones estáticas.
Tabla 1: Determinación de la Dosis letal 50 sobre Artemia Salina
(a)
Medio de Kirk sin contaminar
Medio de Kirk con
Rojo Ácido 114
Medio de Kirk con Negro Directo 38
DL50 de Dilución Dilución Dilución
Artemia 1:10
1:100 1:100
Salina
(b)
Medio de Kirk sin contaminar
Medio de Kirk con
Rojo Ácido 114
Medio de Kirk con Negro Directo 38
DL50 de Dilución Dilución Dilución
Artemia 1:10
1:30 1:20
Salina
Conclusiones El análisis de los valores cuantificados (mostrados en la Fig. 1 y en la Tabla 1) permiten concluir que se verifica la hipótesis de que la cepa Bjerkandera sp BOS55 posee capacidad para degradar colorantes textiles resistentes al ataque bacteriano y que los productos generados en su decoloración disminuyen la ecotoxicidad del sistema. Además se encuentro que, Bjerkandera decoloró más rápidamente el medio contaminado con rojo ácido 114 que al medio contaminado con negro directo 38 y que ambos medios contaminados con colorantes, una vez decolorados, resultaron considerablemente menos tóxicos que los sistemas originales; y el sistema contaminado con negro directo 38 decolorado resultó levemente menos tóxico que el contaminado con rojo ácido 114.
Referencias
[1] Yeh RYL, Thomas A (1995) Color difference measurement and color removal from dye wastewaters using different adsorbents. J Chem Tech Biotechnol 63:55–59 [2] Churchley JH (1994) Removal of dyewaste colour from sewage effluent- the use of a full scale ozone plant. Water Sci Tech 30:275–284 [3] Rodman, C.A.: Removal of colour from textile dye wastes. Textile Chemist and Colorist 3 (1971) 45-53 [4] Anliker, R.: Ecotoxicology of dyetuff ± a joint effort by industry. Ecotoxicol. Environ. Saf. 3 (1979) 59-74 [5] Shaul GM, Holdsworth TJ, Dempsey CR, Dostal KA (1991) Fate of water soluble azo dyes in the activated sludge process. Chemosphere 22:107–119 [6] Gill PK, Arora DS, Chander M (2002) Biodecolorization of azo and triphenylmethane dyes by Dichomitus aqualens and Phlebia spp. J Ind Microbiol Biotechnol 28:201–203 [7] Robinson, T., Chandran, B. & Nigam, P. 2001 Studies on the decolorization of an arti.cial textile e.uent by white-rot fungi in N- rich and N- limited media. Applied Microbiology and Biotechnology 57, 810–813.
[8] Pointing, S.B. 2001 Feasibility of bioremediation by white-rot fungi. Applied Microbiology and Biotechnology 57, 20–33. [9] Tien, M. & Kirk, T.K. 1988 Lignin peroxidase of Phanerochaete chrysosporium. Methods in Enzymology 161, 238–249.
Para mayor información contactarse con: Álvarez, Juan Horacio – jhoracio@inti.gov.ar
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