Evaluación de la eficiencia de eliminación e inactivación de cianobacterias y degradación de cianotoxinas usando ultrasonido

Abstract

RESUMEN : Las floraciones de cianobacterias han sido ampliamente estudiadas ya que estos organismos pueden producir metabolitos bioactivos y tóxicos, conocidos como cianotoxinas. Las cianobacterias están constituidas por una gran variedad de géneros y especies, cuyos mecanismos fisiológicos de intoxicación son variados; por lo que constituyen un grave problema ambiental con serias repercusiones en la salud humana y de los seres vivos. Adicionalmente, la presencia de cianobacterias y, en consecuencia, la producción de cianotoxinas, ha aumentado en extensión y frecuencia en todo el mundo; por lo tanto, el riesgo asociado con la presencia de estos microorganismos y sus toxinas se han convertido en un tema de gran preocupación. Por otro lado, es importante señalar que los procesos convencionales con los que operan las instalaciones de tratamiento de agua son ineficientes para su eliminación y/o degradación dado que las cianotoxinas son solubles en agua y persistentes. En este sentido, se hace necesaria la aplicación de tecnologías alternativas a los sistemas de tratamiento tradicionales de potabilización con el fin de obtener un agua de buena calidad para el consumo humano. En el presente trabajo, se empleó el ultrasonido de baja frecuencia, como proceso de oxidación avanzada, para eliminar e inactivar las cianobacterias y degradar las cianotoxinas provenientes de un embalse colombiano al Nordeste de Antioquia, evaluando por medio de microscopía, citometría y cromatografía, la eficiencia del proceso de sonicación, usando diferentes potencias (10, 30 y 50 W) y tiempos de exposición (5, 10, 20 y 30 min) bajo una frecuencia fija de 40 kHz. De este modo, se comprobó que los parámetros de ultrasonicación resultaron ser eficaces para el control de las floraciones de cianobacterias, más no para la degradación de cianotoxinas en altas concentraciones. De manera que, se alcanzaron altos porcentajes de reducción de la densidad celular, de hasta un 74,9% y, así mismo, se logró la sedimentación de las células en tan solo 5 min y su efecto se sostuvo significativamente durante las siguientes 72 h. Tanto la potencia como el tiempo de exposición tuvieron un efecto significativo y directamente proporcional en la eliminación de células cianobacterianas tras el proceso de sonicación. Por otra parte, no se obtuvieron tasas de degradación significativas de MCs luego de 30 min de tratamiento, debido a las elevadas concentraciones, de hasta 2.595,42 μg/L para MC-LR. Adicionalmente, los valores obtenidos de los índices de estructura de comunidades, indican que el embalse Porce II es un ambiente muy contaminado y con una alta dominancia de Microcystis spp. En este sentido, merece mayor atención la evaluación de riesgos, la implementación de programas de monitoreo y los esfuerzos de mitigación en embalses, independientemente de su uso.