ABSTRACT
Abstract Reactive Black 5 (RB5) is an azo dye widely used in the textile industry because of its high chemical stability. Since it does not entirely fix on the fabrics, it pollutes water sources. In this work, the decolorization of aqueous solutions with RB5 was performed by heterogeneous photocatalysis with TiO2/UV. The reaction was carried out in an aluminum photoreactor equipped with five lamps. The effect of TiO2 (0.1, 0.175, and 0.25 g L-1), RB5 concentration (50, 75, and 100 mg L-1), and pH (3, 7, and 11) was evaluated for 14 h, using a Box-Behnken experimental statistical design. Complete decolorization of RB5 was obtained at 14 h, employing 0.175 g L-1 TiO2, 50 mg L-1 RB5, and pH 3. A 98.44% of decolorization was achieved in 10 h (0.25 g L-1 of TiO2, 50 mg L-1 of RB5, and pH 7). The highest decolorization percentage of RB5 (99.51%) was obtained at 10 h of exposure to UV light, using 0.5 g L-1 of TiO2, 50 mg L-1 of the dye, and a pH of 3. Cytotoxicity tests on the HepG2 cell line indicated that photocatalytic degradation of RB5 did not generate cytotoxic byproducts.
Resumen El Negro Remazol B (NRB) es un colorante azoico, usado en la industria textil por su estabilidad química. Este tinte no se fija al 100%, ocasionando contaminación en el agua. En este trabajo se evaluó la decoloración de soluciones acuosas con NRB mediante fotocatálisis heterogénea con TiO2/UV. La reacción se realizó en un fotorreactor de aluminio equipado con cinco lámparas. El efecto de la concentración de TiO2 (0,1; 0,175 y 0,25 g L-1), y NRB (50, 75 y 100 mg L-1) y el pH (3, 7 y 11) fue evaluado durante 14 h, tomando un diseño estadístico experimental Box-Behnken. La decoloración completa del NRB se obtuvo después de 14 h (0,175 g L-1 de TiO2, 50 mg L-1 de NRB, y pH 3). Se alcanzó un 98,44% de decoloración después de 10 h (0,25 g L-1 de TiO2, 50 mg L-1 de NRB, y pH 7). Se encontró que el mejor porcentaje de decoloración del NRB (99,51%) se obtuvo a las 10 h de exposición a luz UV, utilizando 0,5 g L-1 de TiO2, 50 mg L-1 del colorante y un pH de 3. Los ensayos de citotoxicidad sobre la línea celular HepG2 indicaron que la degradación fotocatalítica del NRB no generó subproductos citotóxicos.
Resumo O Negro Remazol B (RNB) é um corante azoico usado na indústria têxtil pela sua estabilidade química. O corante não é fixo no tecido em 100%, então contamina as fontes de água. Neste trabalho, avaliou-se a descoloração de soluções aquosas com RNB por meio de fotocatálise heterogênea com TiO2/UV. A reação foi feita no fotoreactor de alumínio com cinco lâmpadas. O efeito da concentração de TiO2 (0,1; 0,175 e 0,25 g L-1), RNB (50, 75 e 100 mg L-1) e pH (3, 7 e 11) foi avaliado durante 14 h utilizando o modelo estatístico Box-Behnken. Ás 14 h, foi atingida a descoloração completa do RNB (pH 3; 0,175 g L-1 de TiO2 e 50 mg L-1 de RNB). Utilizando 0,25 g L-1 de TiO2, 50 mg L-1 de RNB e pH 7, obteve-se descoloração de 98,44% em 10 h. Encontrou-se que a melhor porcentagem de descoloração do RNB (91,51%) foi obtida com 10 h de exposição à luz UV usando 0,5 g L-1 de TiO2, 50 mg L-1 do corante e pH de 3. Adicionalmente, os testes de citotoxicidade na linha celular HepG2 mostraram que a degradação fotocatalítica do RNB não gerou subprodutos citotóxicos.
ABSTRACT
Los Polihidroxialcanoatos (PHAs) son biopolímeros con características similares a los plásticos sintéticos, pero rápidamente biodegradables dado su origen microbiano. En esta investigación se aislaron 248 colonias bacteriales de suelos contaminados con residuos del beneficio de fique en Guarne (Antioquia), evaluándose su capacidad como productoras de PHAs. Se realizaron tinciones con rojo y azul de Nilo y detección por PCR del gen PhaC. Las bacterias positivas a dichas pruebas, fueron identificadas utilizando análisis filogenético de secuencias de 16S del ADNr y pruebas bioquímicas. Finalmente, se evaluó, mediante cromatografía de gases con detector selectivo de masas GC-MS/SIM, la naturaleza química del biopolímero, a partir de la biomasa generada en un ensayo de fermentación en cultivo sumergido, con medio mínimo de sales suplementado con glucosa como fuente de carbono. Cuatro cepas de los morfotipos bacteriales encontrados, presentaron potencial para producir PHAs, de los cuales dos fueron identificados como miembros de la especie Bacillus megaterium, uno como B. mycoides y el otro como Gordonia sp. El gen PhaC se detectó en los dos aislamientos de B. megaterium. El análisis cromatográfico permitió detectar al Polihidroxibutirato (PHB) como el principal componente de los PHAs presentes en B. megaterium, cuantificándose entre 63.8 mg/g y 95.3 mg/g de PHB en los ensayos de fermentación. Las bacterias aisladas tienen potencial en la producción de PHAs a partir de residuos agroindustriales, incluyendo el jugo de fique, lo que contribuiría a la reducción de su condición contaminante.
Polyhydroxyalkanoates (PHAs) are biodegradable biopolymers of bacterial origin with properties similar to conventional plastics. In this work, bacteria were isolated from soils contaminated with fique wastes in the municipality of Guarne (Antioquia) and their ability to produce PHAs was evaluated. Bacteria were stained with Nile blue and Nile red and the PhaC gene detected by PCR. Positive bacteria were identified by phylogenetic analysis of 16S rDNA and biochemical tests. The chemical nature of the biopolimers was determined by gas chromatography GC-MS/SIM using biomass produced in a submerged fermentation in a minimal media supplemented with glucose as sole carbon source. Four bacterial morphotypes identified as Bacillus megaterium (2), B. mycoides (1) and Gordonia sp. (1) showed potential to produce PHAs. However, the PhaC gene was detected in B. megaterium. Chromatographic analysis showed polyhydroxybutirate (PHB) to be the main component in the PHAs produced by B. megaterium with levels between 63.8 mg/g and 95.3 mg/g in the fermentation test. The isolated bacteria have potential to produce PHAs, generating added value to the Agro-industrial waste, as in the fique industry, and reducing its contamination impact.