Decoloración biológica del colorante azo Rojo 40 proveniente de un efluente textil utilizando hongos de la podredumbre blanca

Abstract

RESUMEN : El colorante azoico Rojo 40 (R40) es uno de los más utilizados en la industria textil y alimentaria, las cuales generan residuos coloreados que ocasionan efectos ecotoxicológicos negativos, de ahí la importancia de su adecuada disposición o tratamiento. De forma general el tratamiento de las aguas residuales coloreadas se basa en el empleo de métodos físicos (adsorción) y químicos (oxidación), que implican en la mayoría de los casos altos costos de inversión en equipos, y no siempre son efectivos para la remoción del colorante. En este trabajo se evaluó el empleo de una estrategia biológica para la transformación del colorante azo R40 en un biorreactor estático de 6L. Las cepas de hongos evaluadas se obtuvieron a partir de un proceso de bioprospección en el cual se recolectaron un total de 7 cepas de hongos de la podredumbre blanca (HPB). El potencial para transformar o degradar el colorante se determinó en medios sólidos y líquidos, para los cuales se optimizaron las condiciones de cultivo. Asimismo, se determinó la producción de las enzimas extracelulares (Manganeso peroxidasa y Lacasa). El efluente tratado se analizó por resonancia magnética nuclear (RMN) para establecer la transformación y/o degradación del colorante, y adicionalmente se realizó un ensayo de fitotoxicidad para evaluar el grado de toxicidad del efluente postratamiento. De las 7 cepas de géneros de HPB aislados, se escogió el género Lentinus sp., el cual presentó el mayor porcentaje de decoloración durante los ensayos. En el tratamiento final en reactor de 6L se alcanzó una degradación de 52% en 12 días partiendo de una concentración inicial de 80 mg/L de colorante y se detectó una alta concentración de la enzima manganeso peroxidasa (120,9 U.min/L) que coincide con el inicio del proceso de degradación de la molécula. Asimismo, el efluente muestra una reducción de la toxicidad en un 75%. Los datos obtenidos por RMN sugieren la degradación de la molécula del colorante R40 al evidenciar la pérdida de la aromaticidad de la molécula parental.

ABSTRACT : The azoic dye Red 40 (R40) is widely used in textile and food industries, releasing R40- contaminated effluents into water bodies with demonstrated ecotoxicological effects, highlighting the importance of proper disposal or treatment. Typically, treatment of colored wastewater involves physical methods (adsorption, filtration) and chemical methods (oxidation, coagulation), which often incur high equipment costs and may not be highly effective in dye removal. This study evaluates a biological strategy for R40 dye removal in a 6L bioreactor. Fungal strains were obtained through bioprospecting, yielding 7 white rot fungi strains. Their potential for dye transformation/degradation was assessed in solid and liquid media, with optimized cultivation conditions. Extracellular enzyme production (Manganese peroxidase and Laccase) was determined. The treated effluent was analyzed using nuclear magnetic resonance (NMR) to determine dye transformation/degradation, and a phytotoxicity assay evaluated post-treatment effluent toxicity. Lentinus sp., was chosen from the 7 isolated white root fungi strains for its high decolorization percentages during assays. In static bioreactor (6L) treatment, 52% degradation was achieved over 12 days from an initial concentration of 80 mg/L of dye, with manganese peroxidase enzyme concentration of 120.9 U.min/L at the beginning of degradation process, and effluent toxicity reduced by 75%. RMN data suggests R40 degradation processes by white root fungi, due to the loss of aromaticity of the parental molecule. These results highlight a potential way to remove harmful molecules from the environment.