?Decoloración/degradación de colorantes sintéticos utilizando biocatálisis o fotocatálisis heterogénea?

KARINA NESPRIAS; ARIADNA FLORES; PAULA VITALE; ADRIANA CAÑIZO; NORA EYLER

Mar del Plata

Simposio; XIX Simposio Nacional de Química Orgánica; 2013

Sociedad Argentina de Investigación en Química Orgánica

Existen ciertos contaminantes orgánicos que por sus características particulares(estructura compleja, toxicidad, inhibidores de actividad biológica entre otras) no pueden ser degradados por métodos convencionales y permanecen en el efluente luego de ser tratado. Muchos de ellos son compuestos derivados del fenol y anilinas (sustancias coloreadas o incoloras).En este trabajo se utilizaron las técnicas de biocatálisis y fotocatálisisheterogénea. En el primer caso se emplearon enzimas peroxidasas de Triticumaestivum cv Baguette 10, las cuales son oxidorreductasas que requieren peróxido de hidrogeno para oxidar a una gran variedad de sustratos orgánicos e inorgánicos, y se evaluó el efecto de hidroxibenzotriazol – HBT- como potenciador redox. En el segundo caso, se probaron diferentes fotocatalizadores heterogéneos de gran disponibilidad como son la fracción magnética de cenizas del volcán Puyehue y lana de acero comercial de uso doméstico.El seguimiento de la decoloración de las soluciones se realizó mediante lamedición de la absorbancia a la longitud de onda máxima característica de cada sistema por espectrofotometría visible.Fotocatálisis heterogénea: Se emplearon 3 soluciones de anilina comercial enconcentraciones similares a la que se encuentran en efluentes reales ( 1 g L-1): Rojo fuerte (Colibrí), Azul Marino (Federal) y Naranja (Yacolor). La fuente de energía (h ) utilizada consistió en un arreglo de 4 lámparas germicidas ( : 254 nm) de 6 w cada una colocadas a 7 cm de la superficie del líquido. Se trabajó al pH natural de cada solución el cual permaneció cercano a la neutralidad, y a una temperatura del sistema de ca. 30° C.El efecto de la concentración de peróxido de hidrógeno (0 - 0,165 mol L-1) y de la masa de lana de acero comercial (Virulana) o ceniza volcánica usada como fotocatalizador (0 - 0,8 g L-1) permitieron determinar las condiciones óptimas de operación. Los mejores resultados de degradación de contaminantes en las soluciones preparadas con las anilinas comerciales se obtuvieron con Virulana.Las condiciones óptimas de trabajo resultaron iguales para las tres muestrasestudiadas siendo de 0,1 g L-1 de virulana y 0,0206 mol L-1 de H2O2. Las decoloraciones registradas en estas condiciones fueron de ca. 94 % en 70 min para la anilina roja, de 94,88 % en 21 min para el azul marino y 88,6 % en 12 min para el naranja.En las mencionadas condiciones óptimas, y considerando el decaimiento de la banda a 254 nm, la degradación de las tres anilinas fue superior al 85 % en menos de seis horas.Biocatálisis: Extracto crudo enzimático: 1,5 g de raíces de plántulas de 3 semanas se molieron finamente en un mortero durante 5 min a temperatura ambiente con 4,7 mL de solución tampón fosfato (pH 7,0). El extracto se centrifugó a 5000 rpm durante 30 min, se retiró el sobrenadante y se almacenó a 4 ºC para utilizarlo como fuente enzimática natural. Se trabajó con las mismas tres soluciones de anilina a iguales concentraciones.Cada sistema de análisis consistió en 2,7 mL del colorante, 0,1mL del extractoenzimático crudo, 0,1 mL de HBT y 0,1 mL H2O2.Las decoloraciones registradas en ausencia de HBT fueron para los tres sistemas entre 20 y 30%, aumentando hasta un 65 % si se emplea HBT. Estudios preliminares empleando biocatálisis con otro colorante (índigo carmín) muestran una mayor efectividad llegando hasta 99 % de decoloración.