Utilidad de nanopartículas comerciales de goetita en la remediación de Cd y Pb en ambientes acuáticos y terrestres

GIGENA JULIÁN; CÁCERES WENZEL MARCELA I.; FUCHS JULIO S.; ONETO MARÍA LUISA; CASABÉ NORMA B.; COCHÓN ADRIANA C.; VERRENGIA GUERRERO NOEMI R.

Córdoba Capital

Congreso; Tercer Reunión NanoCórdoba 2014; 2014

Universidad Nacional Córdoba

De la mano de la Nanotecnología se han introducido al mercado, o están en etapa de experimentación, los polifacéticos nanomateriales. Sus aplicaciones se incluyen en diversos campos de la industria, la medicina, cosmética, alimentos, sensores, conductores, entre otros. Debido a las particulares propiedades de superficie y a su alta reactividad se ha planteado su potencial uso en procesos de remediación de diversas sustancias químicas reconocidas como contaminantes, incluyendo elementos metálicos. Para este fin, algunos autores han investigado la utilidad de diversos óxidos e hidróxidos de hierro. Por consiguiente, el objetivo de este trabajo consistió en investigar la utilidad de nanopartículas (NPs) comerciales de goetita, αFeO(OH), en procesos de remediación de Cd y Pb. Para ello, se realizaron bioensayos agudos exponiendo a dos especies de organismos invertebrados, una acuática y otra terrestre, a soluciones de Cd o Pb para comparar los niveles de acumulación con aquellos expuestos a cada metal en presencia simultánea de las NPs. La suspensión de NPs fue caracterizada recurriendo a técnicas de microcopía electrónica de transmisión (TEM), comprobándose que poseían morfología consistente con goetita, estructura cristalina y un tamaño de partícula aproximadamente igual a 100 nm. Como modelo experimental se seleccionaron oligoquetos de la especie Lumbriculus variegatus (acuáticos) y Eisenia andrei (terrestres). Ambas especies han sido reconocidas como organismos bioindicadores para evaluación de la calidad de ambientes acuáticos y terrestres, respectivamente, por agencias ambientales internacionales. Estudios previos del laboratorio han demostrado que ambos oligoquetos tienen capacidad para acumular ambos metales. Los niveles de exposición fueron 0,1 mg Cd L-1 y 0,5 mg Pb L-1, los cuales representan los valores máximos permitidos en la liberación de efluentes a sistemas acuáticos (Ley Nacional Nº 24051 de Residuos Peligrosos). Los oligoquetos acuáticos se expusieron en agua declorada a una suspensión de 10 mg NPs L-1. Los organismos terrestres fueron expuestos a papeles embebidos con una suspensión de 50 mg NPs cm-2. Esta técnica permite estudiar la incorporación de metales por la vía dérmica, la cual se considera que es la principal ruta de ingreso de metales en esta especie. Una vez concluidos los bioensayos, los ejemplares de L. variegatus fueron transferidos a agua declorada por 6 hs para proceder a la depuración de su tracto gastrointestinal. Este proceso es imprescindible para evitar sobreestimar los niveles verdaderamente absorbidos con aquellos transitoriamente presentes en el tracto gastrointestinal. En el caso de E. andrei, los organismos fueron lavados repetidas veces con agua destilada. Seguidamente se procedió a la cuantificación de los metales. Para ello se efectuó una destrucción oxidativa de la materia orgánica (empleando ácido nítrico concentrado). Los análisis se realizaron por espectrofotometría de absorción atómica (AAS) mediante la directa atomización en una llama de aire-acetileno. Los valores de Cd y Pb en organismos controles se encontraron siempre por debajo de los límites de detección (0,005 mg Cd L-1 y 0,05 mg Pb L-1). En L. variegatus expuestos en forma separada a soluciones de cada metal, los valores de acumulación fueron iguales a 6,4 ± 0,4 µg Cd g-1 y 19,5 ± 4,5 µg Pb g-1 (peso húmedo). Frente al Cd, estos valores no se modificaron significativamente por la presencia de la suspensión de NPs. En cambio, en los oligoquetos terrestres la bioacumulación de Cd disminuyó 34% por efecto de las NPs. En los estudios con Pb la bioacumulación del metal disminuyó un 26% en L. variegatus. En ningún tratamiento se observó mortalidad. Las determinaciones de Fe permitieron comprobar que estas NPs no quedaban retenidas en los tejidos de los organismos. No obstante, sería necesario verificar su potencial toxicidad mediante parámetros biomarcadores de efecto. Si bien los resultados obtenidos al momento no son suficientemente alentadores para su empleo en remediación, constituyen un punto de partida a fin de ajustar las condiciones (ej. funcionalizando las NPs o variando su proporción) a través de futuras investigaciones.