Importancia biológica de la microcistina en aguas de riego y alternativas en su detección y degradación / Biological importance of microcistin in irrigation and alternative waters in its detection and degradation

Introducción: Las cianobacterias son microrganismos fotosintéticos, con capacidad de sintetizar una gran diversidad de metabolitos secundarios de interés para la industria, pero también han llamado la atención en las últimas décadas las toxinas denominas cianotoxinas, metabolitos que causan distintas alternaciones fisiológicas hasta llegar ocasionar la muerte de diferentes especies. Metodología: La determinación del estado de arte para el tema de cianobacterias se basó en una búsqueda bibliográfica en la base de datos especializada como Elservier, Springer, Google académico y MDPI basadas en palabras clave en español e inglés "microcistinas", "degradación de MC" y "cuantificación y detección de MC". Resultados: En la presente revisión considera dos áreas de caracterización de la microcistinas (MCs) las propiedades fisicoquímicas y propiedades biológicas, para entender su comportamiento e importancia tóxica en los sembradíos agrícolas y en la salud humana. Además de comprender alternativas para su degradación, por métodos fisicoquímicos como fotocatálisis y la gradación biológica por bacterias. Finalmente se mencionará algunos métodos actuales y en desarrollo, para la detección y cuantificación de estas MCs en ambientes acuáticos. Conclusiones: Las MCs tienen el potencial contaminar fuentes de agua como ríos y lagunas, causando daños a la salud humana y a las plantas agrícolas, tienen la capacidad de tolerar distintos cambios drásticos en factores fisicoquímicos y biológicos. Entre las alternativas reportadas la degradación bacteriana promete ser la más confiable. Finalmente, entre los distintos métodos para la detección de MCs, entre los métodos más aplicados son los inmunoensayos, debido a su versatilidad y estabilidad del método.

Introduction: Cyanobacteria are photosynthetic microorganisms, with the capacity to synthesize a great diversity of secondary metabolites of interest to the industry, but toxins called cyanotoxins have also attracted attention in recent decades, metabolites that cause different physiological alterations until they cause the death of different species. Methodology: The determination of the state of the art for the subject of cyanobacteria was based on a bibliographic search in specialized databases such as Elservier, Springer, Google Scholar and MDPI based on keywords in Spanish and English "microcystins", "MC degradation " and "quantification and detection of MC". Results: In the present review, two areas of characterization of microcystins are considered: the physicochemical properties and biological properties of microcystins (MC), to understand their behavior and toxic importance in agricultural crops and in human health.In addition to understanding alternatives for their degradation, by physicochemical methods such as photocatalysis and biological grading by bacteria.Finally, some current and developing methods will be mentioned for the detection and quantification of these MCs in aquatic environments. Conclusions: MCs have the potential to contaminate water sources such as rivers and lagoon, causing damage to human health and agricultural plants, they have the ability to tolerate different drastic changes in physicochemical and biological factors. Among the reported alternatives, bacterial degradation promises to be the most reliable. Finally, among the different methods for the detection of MCs, among the most applied methods are immunoassays, due to their versatility and stability of the method.

Evaluación de un reactor para la degradación fotocatalítica de glifosato empleando un catalizador de TiO2-Mn / Evaluation of a reactor for the photocatalytic degradation of glyphosate with a catalyst TiO2-Mn / Avaliação de reator para a degradação fotocatalítica do glifosato usando um catalisador de TiO2-Mn

Resumen En el presente trabajo se evaluó la degradación fotocatalítica del herbicida glifosato en solución acuosa con un catalizador comercial (TiO2 Degussa P25) y un catalizador sintetizado a partir de TiO2 dopado con manganeso (TiO2-Mn), soportados en anillos de borosilicato de diámetro interno y externo de 6,52 mm y 7,59 mm, respectivamente, y una longitud aproximada de 9,43 mm, mediante el uso de un reactor continuo de lecho empacado. El catalizador fue caracterizado por FTIR, SEM-EDS y AFM, con lo cual se determinaron algunas propiedades físicas y químicas del mismo. Las condiciones de operación del reactor fueron un caudal de alimentación de 4,25 mL min-1 de una solución de glifosato de pH natural de 4,45 y un tiempo de retención de 1 h y 25 min, en el cual se llevaron a cabo ensayos de fotocatálisis heterogénea, fotólisis y adsorción por un tiempo de 150 min. De lo anterior, se obtuvieron los porcentajes de remoción y el orden de la reacción fotocatalítica para el catalizador soportado en los anillos. A partir de los estudios de degradación realizados, con el TiO2-Mn soportado en los anillos, se logró un porcentaje máximo de degradación de 39.19%, mientras que, con el catalizador comercial TiO2 Degussa P25, se alcanzó un 28.6% de remoción. El modelo de reacción que sigue la degradación del glifosato es de difusión intrapartícula, debido a los procesos difusivos en los que la molécula de glifosato es adsorbida en los poros del catalizador para luego ser degradada.

Abstract In this work, the photocatalytic degradation of the herbicide glyphosate in aqueous solution was evaluated. Assays were performed on a commercial catalyst (TiO2 Degussa P25) and a catalyst synthesized from TiO2 doped with manganese (TiO2-Mn) supported on borosilicate rings, with an internal and external diameter of 6.52 mm and 7.59 mm respectively, and an approximate length of 9.43 mm, using a continuous packed bed reactor. The synthesized catalyst was characterized with techniques as FTIR, SEM-EDS, and AFM, which allowed to evaluating its chemical and physical properties. The reactor operating conditions were a feed flow rate of 4.25 mL min-1 of a pH 4.45 glyphosate solution and retention time of 1 h and 25 min. In such experiments, heterogeneous photocatalysis, photolysis, and adsorption test were carried out for 150 min, obtaining results of degradation percentages and the order of photocatalytic reaction for the catalyst supported in the rings and the powder in suspension. From the removal studies, a maximum degradation percentage of 39.19% was reached with TiO2-Mn supported in the rings. In contrast, the commercial catalyst TiO2 Degussa P25 had a 28.6% of removal. The glyphosate degradation follows an intraparticle diffusion model due to a diffusive process, where the glyphosate molecule is adsorbed in the catalyst pores and then degraded.

Resumo Neste trabalho, a degradação fotocatalítica de glifosato em solução aquosa foi avaliada com um catalisador comercial (TiO2 Degussa P25) e sintetizado a partir de TiO2 dopado com manganês (Mn-TiO2) com suporte em anéis de borosilicato de diâmetro interno e externo de catalisador 6,52 mm e 7,59 mm, respectivamente e um comprimento de aproximadamente 9,43 mm, usando um leito empacotado reator contínuo. O catalisador sintetizado foi caracterizado com FTIR, SEM-EDS and AFM, o que permitiu a sua morfologia e composição. As condições de operação do reactor foi alimentada à velocidade de 4,25 mL min-1 de uma solução de pH natural de 4,45 glifosato e um tempo de retenção de 1 hora e 25 minutos; em que foram realizados ensaios de fotocatálise heterogénea, fotólise, tempo de adsorção de 150 minutos, obtendo-se como percentagens resultados de remoção e com a reação fotocatalítica para o catalisador suportado em anéis. A partir dos estudos, foi obtido uma taxa máxima de degradação com TiO2-Mn suportado em anéis de 39,19% em comparação com o catalisador comercial de TiO2 Degussa P25 com os quais obtiveram porcentagens de degradação de 28,6%. A degradação do glifosato segue um modelo de difusão intrapartícula devido ao processo difusivo em que a molécula de glifosato é adsorvida no catalisador poros logo a ser degradada.

A novel textile wastewater treatment using ligninolytic co-culture and photocatalysis with TiO2 / Un novedoso tratamiento de aguas residuales de la industria textil usando co-cultivos ligninolíticos y fotocatálisis con TiO2 / Um novo tratamento para águas residuais têxtis usando co-cultura ligninolítica e fotocatálise com TiO2

Abstract Textile industries produce effluent wastewater that, if discharged, exerts a negative impact on the environment. Thus, it is necessary to design and implement novel wastewater treatment solutions. A sequential treatment consisting of ligninolytic co-culture with the fungi Pleurotus ostreatus and Phanerochaete crhysosporium (secondary treatment) coupled to TiO2 /UV photocatalysis (tertiary treatment) was evaluated in the laboratory in order to discolor, detoxify, and reuse textile effluent wastewater in subsequent textile dyeing cycles. After 48 h of secondary treatment, up to 80% of the color in the wastewater was removed and its chemical and biochemical oxygen demands (COD, and BOD5) were abated in 92% and 76%, respectively. Laccase and MnP activities were central to color removal and COD and BOD5 abatement, exhibiting activity values of 410 U L-1 and 1 428 U L-1, respectively. Subjecting wastewater samples to 12 h of tertiary treatment led to an 86% color removal and 73% and 86% COD and BOD5 abatement, respectively. The application of a sequential treatment for 18 h improved the effectiveness of the wastewater treatment, resulting in 89% of color removal, along with 81% and 89% COD and BOD5 abatement, respectively. With this sequential treatment a bacterial inactivation of 55% was observed. TiO2 films were reused continuously during two consecutive treatment cycles without thermic reactivation. Removal percentages greater than 50% were attained. Acute toxicity tests performed with untreated wastewater led to a lethality level of 100% at 50% in Hydra attenuata and to a growth inhibition of 54% at 50% in Lactuca sativa. Whereas sequentially treated wastewater excreted a 13% lethality at 6.25% and an inhibition of 12% at 75% for H. attenuata and L. sativa, respectively. Finally, sequentially treated wastewater was reused on dyeing experiments in which 0.86 mg g-1 adsorbed dye per g of fabric, that is equivalent to 80% of dye adsorption.

Resumen Las industrias textiles producen un efluente que, si es descargado, ejerce un impacto negativo en el ambiente. Así, es necesario diseñar e implementar soluciones novedosas para el tratamiento de estos desechos. Con el fin de decolorar, detoxificar y reutilizar aguas residuales producidas en la industria textil en ciclos de tinturado subsecuentes, se evaluó en laboratorio un tratamiento secuencial, consistente en un cultivo ligninolítico con los hongos Pleurotus ostreatus y Phanerochaete crhysosporium (tratamiento secundario) acoplado con fotocatálisis TiO2/UV (tratamiento terciario). Después de 48 horas de tratamiento secundario, se removió hasta un 80% del color del agua residual y las Demandas Química y Bioquímica de Oxígeno (DQO y DBO5) fueron reducidas en 92 y 76% respectivamente. Las actividades Lacasa y MnP (410 U L-1 y 1428 U L-1, respectivamente) fueron centrales en la remoción de color y en la reducción de DQO y DBO5. Someter muestras de agua residual a 12 horas de tratamiento terciario resultó en una remoción de 86% de color, 73% de DQO y 86% de DBO. La aplicación de un tratamiento secuencial por 18 h incrementó su efectividad, lo cual resultó en 89% de remoción de color, además de 81% y 89% de remoción de DQO y DBO5 respectivamente. Con este tratamiento secuencial se observó una inactivación bacteriana del 55%. Las películas de TiO2 se reutilizaron continuamente durante 2 ciclos de tratamiento consecutivos sin reactivación térmica. Se alcanzaron porcentajes de remoción mayores al 50%. Las pruebas de toxicidad aguda llevadas a cabo con agua residual cruda produjeron un nivel de letalidad del 100% a 50% en Hydra attenuata y una inhibición de crecimiento del 54% a 50% en Lactuca sativa. El agua residual tratada secuencialmente produjo una letalidad del 13% a 6.25% y una inhibición del 12% a 75% para H. attenuata y L. sativa, respectivamente. Finalmente, el agua residual tratada secuencialmente fue reutilizada en experimentos de tinturado en los que la cantidad de colorante absorbido fue de 0.86 mg g-1 por g de tela, lo cual es equivalente a 80% de adsorción.

Resumo A indústria têxtil produz águas residuais que causam um impacto negativo ao meio ambiente quando são descartadas. Portanto, é necessário projetar e implementar novas soluções para seu tratamento. Um tratamento sequencial que consiste na co-cultura ligninolítica com os fungos Pleurotus ostreatus e Phanerochaete crhysosporium (tratamento secundário) acoplada à fotocatálise com TiO2/UV foi avaliado no laboratório para descolorir, desintoxicar e reutilizar água residual têxtil em ciclos subsequentes de tintura. Após 48 h de tratamento secundário, aproximadamente 80% da cor foi removida da água residual e sua demanda química e bioquímica de oxigênio (COD, e BOD5) foram diminuídas em 92% e 76%, respectivamente. A atividade de Laccase e MnP foram centrais na remoção da cor e diminuição de COD e BOD5, mostrando valores de atividade de 410 U L-1 e 1428 U L-1, respectivamente. Submeter as amostras de água residual a 12 h de tratamento terciário levou a uma remoção de 86% da cor e uma diminuição de 73% e 86% de COD e BOD5 respectivamente. A aplicação do tratamento sequencial por 18 h melhorou a efetividade do tratamento de águas residuais, resultando em 89% de remoção de cor e uma diminuição de 81% e 89% de COD e BOD5, respectivamente. Com este tratamento sequencial, observamos uma inativação bacteriana de 55%. As películas de TiO2 foram reutilizadas continuamente durante dois tratamentos consecutivos sem reativação térmica. Atingimos porcentagens de remoção acima de 50%. Os testes de toxicidade aguda feitos em água residual sem tratar causaram níveis de letalidades de 100% a 50% em Hydra attenuata e uma inibição do crescimento de 54% a 50% em Lactuca sativa. Enquanto água residual tratada sequencialmente causou uma letalidade de 13% a 6.25% e uma inibição de 12% a 75% para H. attenuata e L. sativa, respectivamente. Finalmente, a água residual tratada sequencialmente foi reutilizada em experimentos de tintura nos quais absorveu 0.86 mg g-1 por g de tecido, o que é equivalente a uma absorção de 80%.

Nanocristales para degradación de un colorante contaminante / Nanocrystals for the degradation of a pollutant dye / Nanocristais para a degradação de um corante poluente

La fotoestabilidad de nanocristales (NCs) del grupo E-VI, como CdSe se aprovecha en procesos de fotocatálisis. Sin embargo, el contenido de metales tóxicos limita su aplicación en el ambiente en la remediación de residuos de las industrias textiles, de pieles y de papel. Se comparó la acción catalítica de CdS y ZnS, estabilizadas con dodecil sulfato de sodio y ácido etilendiaminotetraacético, respectivamente, para el tratamiento fotocatalítico del colorante azul de metileno (AM) con radiación UV. Las dos clases de NCs presentaron bandas de absorción desplazadas hacia 500 nm y bandas de emisión fluorescente a 430-440 nm. Estas características ópticas se atribuyen al tamaño (20-50 y 100-150 nm), confirmado por microscopía electrónica. La degradación del AM por NCs alcanzó rendimientos del 92% y 77% para ZnS y CdS respectivamente, mediante la producción fotocatalítica de radicales hidroxilos capaces de participar en procesos redox. En conclusión, NCs se aprecian como catalizadores eficientes para la remediación de AM, un colorante aromático heterocíclico de amplio uso industrial.

The photo-stability of nanocrystals (NCs) in II-VI group such as CdSe is used for photo-catalytic processes. The presence of toxic metals limits their implementation in environmental applications such as synthetic dyes treatment, which are found in textile, leather, and paper industries. NCs ZnS and CdS, stabilized in the presence of ethylendiaminetetraacetic acid and sodium dodecyl sulfate, respectively, were compared in the photo-catalytic treatment of methylene blue (MB), under UV light. The two kinds of NCs showed absorption bands displaced towards 500 nm and fluorescent emission bands around 430 nm. These optical properties are attributed to nano size as observed by scanning electron microscopy (20-50 and 100-150 nm). MB degradation by NCs reached yields up to 92% and 77% for ZnS and CdS, respectively, due to the photo-catalytic production of hydroxyl radicals capable of participating in redox processes. In conclusion, NCs catalyzed the remediation of MB, a heterocyclic aromatic dye of broad industrial use.

A fotoestabilidade do nanomateriais (NCs) do grupo II-VI como CdSe é usada em processos de fotocatálise. Mas a presença de metais tóxicos limita sua implementação no ambiente para remediar os residuos das industrias têxteis, de couro e de papel. Foi comparada a ação catalítica de ZnS e CdS, estabilizados na presenca de dodecil sulfato de sódio e ácido etilenodiamino tetra-acético, respectivamente, para o tratamento fotocatalítico de azul de metileno (AM) com radiação UV. Os dois tipos de NCs mostraram bandas de absorção perto de 500 nm e bandas de emissao fluorescente a 430-440 nm Estas propriedades ópticas são atribuídas ao tamanho (20-50 y 100-150 nm) confirmado por microscopia electrónica A degradação do AM por NCs alcancou rendimentos de 92% e 77% para ZnS e CdS respectivamente, através da produção fotocatalítica de radicais hidroxilo capazes de participar em processos redox Em conclusão NCs são vistos como catalisadores eficientes para a remediação de AM, um corante de amplia utilização industrial.

Simultaneous decolorization and detoxification of black reactive 5 using TiO2 deposited over borosilicate glass / Decoloración simultánea y la desintoxicación de reactivo negro 5 con TiO2 depositadas sobre el vidrio de borosilicato por la técnica de sedimentación / Descoloração simultânea e a desintoxicação do preto reativo 5 com TiO2 depositadas em vidro de borosilicato pela técnica de sedimentação

Objective. Removal and detoxification of azo dye by photocatalysis with TiO2. Materials and methods. TiO2 films were prepared by sedimentation at pH 1.3, using as support a borosilicate glass, annealed for 1 hour at 450 °C. Physical characterization was performed by Scanning Electron Microscopy, X-ray diffraction and UV/VIS spectrometry. Dye Black Reactive 5 removal was carried-out in a quartz photo-reactor. Results. Optical characterization revealed the films displayed evident TiO2 spherical particles of various irregular sizes, porous, and without fractures. The average crystal size was 77.5 nm and 77.7 nm for 50 °C (dried temperature) and 450 °C (annealed temperature) respectively. The energy of the band gap (GAP) was 3.02 and 2.68 eV respectively. Maximum concentration of dye that negatively affected color removal was 80 mg/L (17%). At lower dye's concentrations (10, 50 and 70mg/L) decolorization was greater than 80%. TiO2 films were reused for five consecutive cycles of 6 hours at 10 mg/L (>80%), and three cycles of 10 hours at 70 mg/L (> 80%). Toxicity results demonstrate that Daphnia magna was more sensitive than Lactuca sativa. Conclusion. TiO2 films obtained by sedimentation demonstrated a high reactive black 5 decolorization and COD removal (86% and 100%), as well as toxicity reduction.

Objetivo. Decolorización y disminución de la toxicidad de un azo colorante usando fotocatálisis con TiO2. Materiales y métodos. Las películas de TiO2 fueron crecidas por sedimentación a pH 1,3 empleando vidrio de borosilicato como sustrato. La caracterización física se realizó por medio de microscopía electrónica de barrido, difracción de rayos X y espectrometría de absorción UV/vis. Los estudios de remoción del colorante Negro Reactivo 5, se realizaron en un fotoreactor de cuarzo. Resultados. De acuerdo con la caracterización óptica, las películas de TiO2 presentaron partículas esféricas, con diferentes tamaños, irregulares y sin fracturas. El tamaño del cristal fue 77,5 nm y 77,7 nm para 50 y 450° C y la energía de banda prohibida fue 3,02 y 2,68 eV, respectivamente. La concentración máxima del colorante que afectó negativamente la remoción de color fue 80 mg/L (17%). A concentraciones más bajas de NR5 (10, 50 y 70 mg/L) la decoloración fue superior al 80%. Las películas de TiO2 se reutilizaron por 5 ciclos de 6 horas a 10 mg/L y 3 ciclos de 10 h a 70 mg/L. Los estudios de toxicidad en Lactuca sativa y Daphnia magna demostraron que D. magna fue más sensible que L. sativa. Conclusión. Las películas de TiO2 crecidas por sedimentación decoloraron el colorante negro reactivo 5 en un 86% y removieron la demanda química de oxígeno en un y 100%, igualmente redujeron la toxicidad.

Objetivo. Descolorar e diminuir a toxicidade de um corante azo utilizando fotocatálise com TiO2. Materiais e métodos. Os filmes de TiO2 foram obtidos por sedimentação a pH 1,3 usando vidro de borosilicato como substrato. A caracterização física foi realizada por microscopia eletrônica de varredura, difração de raios X e espectrometria de absorção UV/vis. Os estudos de remoção de corante Preto Reativo 5, foram realizados num fotorreator de quartzo. Resultados. De acordo com a caracterização óptica, os filmes de TiO2 presentearão partículas esféricas com tamanhos diferentes, irregulares e sem fracturas. O tamanho do cristal foi de 77,5 nm e 77,7 nm para 50 e 450°C e a energia de banda proibida foi 3,02 e 2,68 eV, respectivamente. A concentração máxima do corante que afetou negativamente a remoção de cor foi de 80 mg/L (17%), em concentrações mais baixas (70, 50 e 10 mg/L) a descoloração foi superior a 80%. Os filmes TiO2 foram reutilizados em 5 ciclos de 6 horas a 10 mg/L e 3 ciclos de 10 horas a 70 mg/L. Os estudos de toxicidade com Lactuca sativa e Hydra attenuata demonstraram que H. attenuata foi mais sensível que L. sativa. Conclusão. Os filmes de TiO2 obtidos por sedimentação descoloram o corante Preto Reativo 5 e removeram a demanda química de oxigénio em 86% e 100%, respectivamente; do mesmo modo reduziram a toxicidade.

Evaluación de tres métodos para la inactivación de coliformes y Escherichia coli presentes en agua residual doméstica, empleada para riego / Evaluation of three methods for the inactivation of coliforms and Escherichia coli present in domestic wastewaters used in irrigation / Avaliação de três métodos para a inativação de coliformes totais e Escherichia coli presentes em águas residuais domésticas utilizadas para a irrigação

Objetivo. Evaluar tres tratamientos (lagunaje, fotocatálisis con TiO2 y desinfección química) para la inactivación de coliformes totales y Escherichia coli presentes en agua residual doméstica empleada para riego agrícola. Materiales y métodos. El agua residual fue caracterizada por medio de análisis físicos, químicos y microbiológicos. Posteriormente fue sometida a un tratamiento de lagunaje facultativo (TLF), pos tratamiento fotocatalítico (PTFTiO2/UV) y pos tratamiento químico (PTQ NaClO). Valorando la capacidad desinfectante de cada uno de ellos para inactivar coliformes totales y E. coli. A continuación se procesaron tres nuevos lotes de agua residual y se utilizaron para realizar pruebas de riego a escala de laboratorio por 30 días, empleando como modelo plantas de Lactuca sativa variedad Batavia y evaluando la concentración inicial y final de los dos grupos. Resultados. El PTFTiO2/UV fue significativamente superior que TLFLF y el PTQ NaClO (p<0,0001) obteniendo 100% de inactivación para coliformes y E. coli a los 30 minutos de irradiación a escala de reactor. Respecto a las pruebas de riego de L. sativa se demostró que al utilizar el agua tratada por PTFTiO2/UV no se presentó contaminación con E. coli y coliformes a los 30 días de proceso. Por el contrario en las plantas regadas con agua tratada por TLF y PTQ NaClO se observó un incremento en las dos poblaciones generando un problema de contaminación de las hortalizas al finalizar la prueba de laboratorio. Conclusión. La fotocatálisis heterogénea TiO2 fue un método eficaz para la reducción de coliformes y E.coli en aguas residuales domésticas.

Objective. To evaluate three treatments (facultative stabilization ponds, heterogeneous photocatalysis with TiO2 and chemical disinfection with sodium hypochlorite) for the inactivation of coliforms and Escherichia coli presen in domestic wastewaters used in agricultural irrigation. Materials and methods. Wastewater was characterized by physical, chemical and microbiological analyses and was then exposed to a facultative pond treatment (FPT), post-photocatalytic treatment (PTFTiO2/UV) and post-chemical treatment (PTQNaClO) to assess the disinfecting capacity of each method in the inactivation of total coliforms and E. coli. Three new samples of wastewater were processed and used in irrigation tests on a laboratory-scale basis for 30 days, using Lactuca sativa cultivar. Batavia as a model plant and evaluating the initial and final concentrations of the two groups. Results. PTFTiO2/UV was significantly higher than FPT and PTQNaClO (p<0.0001), obtaining 100% of inactivation of coliforms and E. coli after 30 minutes of irradiation at a reactor scale. Regarding the irrigation tests with L. sativa, we showed that using water treated by PTFTiO2/UV there is no contamination with E. coli and coliforms after 30 days. On the contrary, plants irrigated with water treated by FPT and PTQNaClO showed an increase in the two populations originating a contamination problem in the vegetable by the end of the laboratory experiments. Conclusion. The heterogeneous photocatalysis with TiO2 was an effective method in the reduction of coliforms and E. coli present in domestic wastewater.

Objetivo. Avaliar três tratamentos (lagoas, fotocatálise com TiO2 e desinfecção química) para inativação de coliformes totais e Escherichia coli presentes em águas residuais domésticas utilizadas na irrigação dos cultivos. Materiais e métodos. O efluente foi caracterizado por analises físicos, químicos e microbiológicos. Posteriormente foi submetido a tratamento de lagoas facultativas (TLF), pós-tratamento fotocatalítico (PTF TiO2/UV) e pós-tratamento químico (PTQ NaClO). Avaliando a capacidade desinfetante de cada um para inativar coliformes totais e E. coli. Posteriormente, foram processados três novos lotes de águas residuais para testar a irrigação em escala de laboratório por 30 dias, utilizando-se como modelo plantas de Lactuca sativa variedade Batavia e avaliando a concentração inicial e final dos dois grupos. Resultados. O PTFTiO2/UV foi significativamente maior a TLFLF e PTQ NaClO (p<0,0001) apresentando 100% de inativação para coliformes e E. coli em 30 minutos de irradiação a escala do reator. Quanto aos testes de irrigação de L. sativa foi demonstrado que, ao utilizar a água tratada com PTFTiO2/UV não se apresentou contaminação com E. coli e coliformes a 30 dias do tratamento. Em contrapartida, em plantas irrigadas com água tratada por TLF e PTQ NaClO observou-se um aumento nas duas populações gerando um problema de contaminação de hortaliças no final do teste de laboratório. Conclusão. A fotocatálise heterogênea TiO2 foi um método eficaz para reduzirem coliformes e E. coli em águas residuais domésticas.

Evaluación de l degradación y mineralización dl malatión usando fotocatálisiss mediante un colecto ssolar / Evalution of deggradation and mineralization of the mlathion using pphotocatalysis with a solar collector / Avaliação dadegrradação e mineralização da fotocatálise utilzando malationaa comum coletor solar

Se empleó un colector solar para evaluar la degradación del malatión en una solución acuosa de 15 µg/L del plaguicida, usando tres concentraciones diferentes de dióxido de titanio (100, 200 y 250 mg/L) y peróxido de hidrógeno (H2O2) al 30% como agente oxidante. La disminución de la concentración del malatión se determinó por cromatografía de gases con detector de microcaptura de electrones (CG-µECD), previa extracción de las muestras con discos C18, y la mineralización se determinó mediante análisis de carbono orgánico total (COT). El proceso de degradación se evaluó durante 16 horas, durante las cuales, se registró la energía solar incidente mediante un radiómetro (Kipp & Zonen, modelo CUV 3). En la fotolisis se alcanzó un porcentaje de degradación de 58,8% y en la fotocatálisis, con 250 mg/L de TiO2 y 10 mL/h de H2O2, se obtuvo 98,7% de degradación. El porcentaje de mineralización alcanzado durante la fotocatálisis fue de 73%.

A solar panel was used to evaluate malat-hion degradation. A solution of 15 µg/L of malathion, three different concentrations of titanium dioxide (100, 200 y 250 mg/L) and hydrogen peroxide (H2O2)to 30% like a oxidant agent. Malathion concentration was determined by gas chromatography with CG-µECD previous preparation of sample using octadecyl (C18) extraction disks. The mineralization was determined by analysis of total organic carbon (TOC). The degradation process was evaluated for 16 hours, period during which the incident solar irradiation was registered by a radiometer (Kipp & Zonen, model CUV 3). 58,8% of degradation in photolysis and 98,7% of degradation in photocatalysis with 250 mg/L TiO2 and 10 mL/h H2O2 were reached. The percentage of mineralization reached during photocatalysis was 73%.

Um painel solar foi usado para avaliar malation degradação. Uma solução de 15 mg/L de malation, três diferentes concentrações de dióxido de titânio (100, 200 y 250 mg/L) e peróxido de hidrogênio (H2O2) a 30% como um agente oxidante. Malathion concentração foi determinada por anterior preparação da amostra utilizando cromatografia gasosa com CG-DCE octadecílico (C18) extração discos. A mineralização foi determinada por análise de carbono orgânico total (COT). O processo de degradação foi avaliado durante 16 horas, período durante o qual a radiação solar incidente foi registrada por um radiômetro (Kipp & Zonen, modelo CUV 3). 58,8% dedegra-dação em fotólise e 98,7% de degradação em fotocatálise com 250 mg/L TiO2 e10 mL/h H2O2 foram atingidos. A percenta-gem de mineralização atingido durante photocatalysis foi de 73%.

Fotodegradación de las aguas residuales con pesticida Mertect en la industria bananera empleando Fotocatálisis con Dióxido de Titanio y Lámpara de Luz Ultravioleta / Degradation of waste waters from the banana industry by the use of photocatalysis with titanium dioxide and ultra violet light lamp

Introducción. Los pesticidas son compuestos químicos sintéticos que poseen la característica de ser persistentes, lo cual favorece la contaminación de las aguas, la incorporación a suelos, pastizales, vegetales y animales comestibles, los que al ser consumidos actúan como transportadores de los pesticidas facilitando su acumulación en los organismos vivos en todos los eslabones de la cadena trófica; es por esta razón que reviste importancia los procesos de degradación y descontaminación de este tipo de contaminantes. Objetivo. Evaluar la fotodegradación del pesticida Mertect empleando fotocatálisis con dióxido de titanio y lámpara de luz ultravioleta. Materiales y métodos. En la experimentación se utilizó una lámpara de luz ultravioleta, una cuba de vidrio para el almacenamiento de la solución del pesticida a degradar y una bomba que permitía la recirculación de la solución por el sistema de tratamiento; la degradación del pesticida se determinó mediante espectrofotometría ultravioleta/visible. Para el análisis de la información se empleo el diseño experimental factorial 2³, completamente balanceado. Resultados. El porcentaje de remoción más alto fue de 99,5%; este se obtuvo para dos condiciones experimentales: 50 mg/L de dióxido de titanio y 1 %v/v de peróxido de hidrógeno, y 100 mg/L de dióxido de titanio y 1 %v/v de peróxido de hidrógeno. Conclusión. Los procesos de oxidación avanzados son adecuados para la remoción y eliminación del pesticida Mertect en las aguas residuales de la industria bananera.

Introduction. Pesticides are synthetic chemical compounds with the characteristic of being persistent, thus helping to contaminate water and incorporating pollutants to the soils and to edible vegetables and animals that, when eaten, act as pesticide transporters, accumulating that pesticide in living organisms from all the links of the trophic chain. This is the reason for the great importance of the degradation and decontamination processes of this kind of pollutants. Objective. To evaluate the photodegradation of the Mertect pesticide by the use of photocatalysis with titanium dioxide and ultra violet light. Materials and methods. In the experiment, an ultra violet light lamp, a glass bucket to store the pesticide to be degraded and a bomb to recirculate the solution trough the treatment system were used. The degradation of the pesticide was determined by visible/ultraviolet spectrophotometry. For the information analysis the 2³ experimental factorial designs was used, under complete balance. Results. The highest removal percentage was 99.5%, obtained for two experimental conditions: 50 mg /L of titanium dioxide and 1% v/v of hydrogen peroxide, and 100mg/L of titanium dioxide and 1%v/ v of hydrogen peroxide. Conclusions. Advanced oxidation processes are adequate to remove and eliminate the Mertect pesticide in the waste waters from the banana industry.

Nuevos sistemaseelectroquímicos y fotoquímicos ara el tratamiento de aguas ressiduales y de bebida / New electrochmiccal and photochemical systems for water and wastewater treatment

Con la creciente presión hacia un uso más racional del recurso hídrico, el desarrollo de tecnologías apropiadas de tratamiento de aguas es cada vez más urgente. Debido a ello, en los últimos años se han propuesto procesos de oxidación fotoquímicos y electroquímicos como alternativa para el tratamiento de aguas contaminadas con sustancias antropogénicas difícilmente biodegradables, así como para eliminar bacterias en aguas destinadas al consumo humano. El objetivo de este trabajo es presentar algunas de nuestras más recientes investigaciones que demuestran que tanto la electroquímica como la fotoquímica, al igual que el acople de estos procesos con tratamientos biológicos, son alternativas muy prometedoras para aumentar la calidad del agua.

With the increasing pressure on a more effective use of water resources, the developpement of appropriate water treatment technologies become more and more important. Photochemical and electrochemical oxidation processes have been proposed in recent years as an attractive alternative for the treatment of contaminated water containing anthropogenic substances hardly biodegradable as well as to purify and disinfect drinking waters. The aim of this paper is to present some of our last results demonstrating that electrochemical, photochemical, and the coupling of these processes with biological systems are very promising alternativesfor the improvement of the water quality.