EL USO DE BACTERIAS PARA DECOLORAR EFLUENTES TEXTILES

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Escribe: Nicola Davies – AATCC Review

La industria textil afecta el medio ambiente de muchas maneras, una de ellas es a través de la producción de efluentes líquidos que se descargan en ríos y lagunas. Estos provienen de fábricas y contienen complejas formaciones químicas contaminantes que pueden perjudicar seriamente las comunidades en los que operan dichos establecimientos textiles. En un esfuerzo por reducir este impacto, investigadores están trabajando en el uso de bacterias para decolorar los efluentes.

COLORANTES AZO

Un grupo de substancias químicas potencialmente peligrosas encontradas en efluentes pueden provenir de la disociación de los llamados colorantes Azo que, en términos de estructura química, constituyen la mayor parte de los colorantes utilizados en la industria textil, aproximadamente el 70% del consumo mundial. Se les identifica por la presencia de al menos un grupo azo (-N=N) en su estructura. Con auxocromos de grupos hidroxil aminas y grupos de aminas sustituidas la variada composición de auxocromos ofrece la posibilidad de un amplia gama de colorantes.

Bajo determinadas condiciones, unos pocos colorantes azo pueden disociarse en determinadas aminas aromáticas las cuales han sido prohibidas por estar relacionadas con el incremento del riesgo de cáncer desde que esos colorantes particulares pueden disociarse en el tracto digestivo humano como también en determinados órganos. En 2014, algunos minoristas textiles  reclamaron que en determinados ítems se encontraron colorantes azo bencidínicos. Investigaciones sobre ánimas aromáticas de dichos colorantes llevaron a la conclusión de una relación con el riesgo de cáncer de pulmón y de vejiga.

Si bien la mayoría de los colorantes azo son de uso seguro, hasta un 5% de esta familia pueden ser colorantes que se disocian formando las 24 aminas aromáticas que prohíbe la regulación REACH europea, por lo tanto, tintorerías y otros usuarios deben controlar con sus proveedores que no se utilicen colorantes que se descomponen en las mencionadas aminas.

Sumando a la aprensión relacionada con el cáncer humano, las mencionadas aminas afectan también al medio ambiente dado que no existen evidencias que se degraden en el medio natural. Ellas permanecen en los efluentes y afectan negativamente el ecosistema en el que fluyen. Por consecuencia, se hace necesario desarrollar procesos sostenibles y de bajo costo para eliminar esos agentes químicos de las aguas, y parte del tratamiento de efluentes es la eliminación de los residuos de color.

UNA VARIEDAD DE MÉTODOS DE DECOLORACIÓN

Los métodos de remoción de color en estos procesos pueden ser: fisicoquímicos o biológicos y en algunos casos una combinación de los mismos. Un ejemplo de métodos físicos es el uso de membranas tecnológicas, como son las membranas para ósmosis inversa o las membranas de nanofiltración. En estos procesos la remoción del color ocurre cuando los efluentes pasan a través de estas membranas. La ozonificación es un ejemplo de decoloración química. Un estudio demostró que burbujeando ozono proveniente de una columna generadora bajo el nivel de superficie del efluente se lograban resultados efectivos, pues produjeron roturas de las uniones azóicas del colorante, lográndose así, la remoción del color.

Existen varios métodos de decoloración, como los procesos duales de oxidación y bio-absorción. Si bien la mayoría de los mismos han demostrado ser efectivos para la remoción de color en los efluentes textiles, cada método conlleva ventajas y desventajas. Estas últimas se manifiestan por su elevado costo o la dificultad de la aplicación práctica. Se tiene el convencimiento que los procesos híbridos basados en métodos biológicos son los que presentan un mayor potencial de aplicación en el mundo real.

DECOLORACIÓN BIOLÓGICA

Un ejemplo reciente del método de decoloración biológica es el uso de bacterias para degradar colorantes comerciales. Un estudio ha demostrado el potencial uso de ciertas bacterias, Bacilus pumilus HKG 212 para remover colorantes azo comerciales.

La efectividad del Bacilus pumilus HKG 212 fue analizada bajo diferentes parámetros, los investigadores encontraron que la bacteria trabaja mejor en un medio anaeróbico, su efectividad se reduce al 49,5 % si el medio es aeróbico. Los investigadores encontraron también que un ph 8 resultaba óptimo para desarrollar al máximo su capacidad decolorante. La máxima decoloración, (97,6 %) se logra al cabo de 24 horas de incubación. En cuanto al efecto temperatura, se descubrió que 30°C era el nivel óptimo, y que tanto temperaturas inferiores como superiores reducían el efecto perseguido.

La concentración inicial de colorantes fue otro parámetro analizado en el estudio mencionado. Una mezcla con concentración inicial de 100 mg/l, mostró una degradación de casi 99% luego de 48 horas de incubación. Igualmente, con concentraciones iniciales de 500 mg/l la degradación alcanzó los mismos valores al cabo de 48 horas de incubación. Pero si se inicia con 1000 mg/l o superiores se reduce la efectividad.

El volumen de inoculación del 10% resultó el óptimo de células microbianas requeridas, y después de 24 horas de incubación se observó una decoloración del 90% a 30°C en condiciones estáticas. Si el valor del inoculo crecía o disminuía, la remoción de color era menos efectiva.

EXPLORANDO MÁS CULTIVOS DE BACTERIAS

Recientes estudios se realizaron con otros cultivos bacterianos para valorar el efecto de decoloración de efluentes textiles, nos referimos al Enterococcus durans GM13. Se encontró que este es efectivo para la decoloración de tres diferentes estructuras de colorantes azo. Las condiciones óptimas de trabajo de decoloración de esos tres diferentes colorantes eco usando estos microorganismos, son 35oC, rango de pH de 6-9, (con la mayor la mayor efectividad de remoción de color a ph 8), y dosificación del 5% en condiciones estáticas de incubación. La mayor efectividad en la remoción de color se logró con concentraciones de colorantes iniciales de 100 mg/l decreciente hasta los 1000 mg/l, aún si se remueve el color.

PREDICIENDO LA DECOLORIZACIÓN

Si bien es cierto que la investigación está correctamente orientada en este sentido, no está claro si se podrá utilizar bacterias como medio de decoloración de efluentes textiles en un futuro previsible. De acuerdo con Ralf Cord-Ruwisch, de Murdoch University, en Perth Australia, los lotes de bacterias han sido ensayadas y se asegura que, con buenos resultados, en la completa decoloración. Sin embargo, en mi conocimiento no existen en el mundo real procesos de trabajo que sean exitosas en la decoloración de colorantes azo.

Además, la remoción de color es simplemente un aspecto del tratamiento de efluentes industriales. Es solamente uno de los muchos pasos para mitigar el efecto de los efluentes textiles sobre el medio ambiente. Cord Ruwisch agrega que, aún si se remueve el color, los productos químicos nocivos que se producen por la ruptura del colorante azo permanecen todavía en el efluente, hacer foco en el color significa solamente observar los límites de la legislación más que en el impacto ambiental.

Lograr el acceso al agua limpia para cada ser humano es una de las metas de sustentabilidad de las Naciones Unidas y, como uno de los mayores responsables de la generación de efluentes industriales, la industria textil debe tomar su parte en el logro de esas metas. Por lo tanto, resulta sustancial continuar investigando procesos de tratamientos de efluentes efectivos, económicos y amistosos con el medio ambiente.

El artículo posee una extensa referencia. El original se encuentra en biblioteca de AAQTC a disposición de los interesados para su consulta.