Evaluación de la toxicidad aguda de la reacción global de Peroxidación Catalítica en Fase Húmeda (PCFH) en materia orgánica natural sobre el bioindicador Daphnia magna.
- 139 pagínas: Ilustraciones, tablas
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Tesis - Facultad de Ciencias Pecuarias, Programa de Ingeniería en Producción Acuícola
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En la actualidad uno de los principales desafíos es desarrollar nuevas tecnologías como los Procesos de Oxidación Avanzada (POAs), que contribuyan al tratamiento de aguas para consumo humano, eliminando contaminantes recalcitrantes. La aplicación de dichas tecnologías requiere verificar que no presenten un grado de toxicidad, por lo tanto se evaluó la concentración efectiva 50 (CE50) en la tecnología de la Peroxidación Catalítica en Fase Húmeda (PCFH) en la degradación de materia orgánica natural (MON) sobre Daphnia magna a 48 horas de exposición. La aplicación de la PCFH y los ensayos de toxicidad se llevaron a cabo en los Laboratorios de catálisis del Grupo de Investigación de Materiales Funcionales y Catálisis (GIMFC) (proyecto Agua Potable – SGR: Sistema General de Regalías, componente Química) y de Sanidad Acuícola del Programa de Ingeniería en Producción Acuícola (IPA) (componente Microbiología) respectivamente, de la Universidad de Nariño. Desde el proyecto Agua Potable - SGR se evaluó, a través de la tecnología PCFH, la degradación catalítica de MON, presente en ocho (8) muestras de agua cruda de los siguientes puntos: Orejuela, Charandú, Chaguaipe y efluente post-fisicoquímico de la planta de tratamiento pertenecientes al Municipio de Ipiales, planta de tratamiento del Municipio de Túquerres, planta de tratamiento del Municipio de Pasto y Pueblo Nuevo, Bajo Jagua (Municipio Tumaco) y un ensayo catalítico desarrollado bajo condiciones óptimas de reacción a partir de un patrón sintético de MON, aplicando un ensayo catalítico por cada muestra. Cada ensayo contó con un tiempo de reacción de 240 minutos, obteniendo muestras en los siguientes lapsos de tiempo 0, 30, 75, 120, 165, 210 y 240 minutos, tomando de cada uno 60 mL, con los cuales se efectuaron ensayos de toxicidad. Estos ensayos se llevaron a cabo en los laboratorios de Sanidad Acuícola del Programa de IPA, empleando 2880 neonatos de D. magna con edades inferiores a 24 horas de nacidos expuestos por 48 horas, observando inmovilidad de los individuos como indicador de toxicidad; simultáneamente, se realizaron controles de pH y conductividad eléctrica. Con los datos obtenidos, se realizó un análisis estadístico utilizando el modelo Probit con el fin de establecer la CE50 en cada tiempo de reacción para cada uno de los ensayos catalíticos. Para las variables de calidad de agua se aplicó el coeficiente de correlación de Spearman con el fin de verificar la influencia de estos parámetros sobre la inmovilidad de D. magna. Los resultados de los ensayos de toxicidad observados para las muestras de agua de las veredas Orejuela y Charandú, presentaron 100% de inmovilidad inicialmente, reduciendo su valor hasta 67,5 y 52,5% de inmovilidad respectivamente al final de los ensayos de toxicidad, permitiendo establecer que el remanente del agente reductor sulfito de sodio (Na2SO3), pudo ser el causante de la inmovilidad de los individuos de D. magna, por ello se realizó un ensayo de toxicidad para determinar la concentración letal (CL50) del Na2SO3, encontrando un valor de 34,76 mg/L que permitió replantear la concentración de este agente empleado para la desactivación del agente oxidante peróxido de hidrógeno (H2O2) en las muestras provenientes de los ensayos catalíticos, por lo tanto, desde el proyecto Agua Potable - SGR se determinó emplear para los demás ensayos catalíticos una relación estequiométrica que estableciera una concentración de Na2SO3 mínima, de modo que no afecte la inmovilidad de los individuos; posterior a este ajuste, se realizaron los demás ensayos catalíticos para continuar con los ensayos de toxicidad. Los resultados de las demás muestras presentaron porcentajes de inmovilidad con intervalos de 97,5 y 100% al inicio (T1) y con una concentración de carbono orgánico total (COT) que varió de 4,65 – 1,54 mg/L, pero a medida que transcurrió el tiempo de reacción, se evidenció una reducción significativa en la inmovilidad llegando a valores de 0, 2,5 y 5% en el tiempo final (T7) y con intervalos de COT de 3,60 – 1,26 mg/L. Por su parte el ensayo a condiciones óptimas de reacción (patrón sintético de MON) presentó un porcentaje de inmovilidad final (T7) del 85%, esto debido a la alta concentración de COT presente en la muestra (7,68 mg/L). Con respecto a la variable pH, presentó una baja correlación de Spearman (0,38 – - 0,001) indicando que la inmovilización de los individuos no fue afectada por este parámetro. Por el contrario, la conductividad eléctrica presentó una alta relación (0,96 – 0,69) indicando que dicho parámetro que se asocia con la inmovilidad de los individuos de D. magna, esto se puede explicar porque en las muestras de agua existe presencia de COT y sólidos disueltos, que inciden sobre la conductividad eléctrica. Con el estudio de toxicidad llevado a cabo en esta investigación sobre las aguas tratadas con la PCFH, se logró comprobar que los subproductos formados durante el tiempo de reacción, no representan mayor toxicidad que el compuesto inicial, en este caso la MON presente en las fuentes de agua, comprobando que la toxicidad disminuye con el tratamiento, por lo tanto, desde este punto de vista con la tecnología PCFH se realiza una degradación de MON en las aguas para consumo humano y se recomienda considerar su implementación como técnica alternativa para el tratamiento de agua potable.