Caracterización molecular de bacterias cultivables y no cultivables procedentes de pozas de lixiviación con cianuro / Molecular characterization of culturable and non-culturable bacteria from leaching pools with cyanide

En el presente estudio, las comunidades bacterianas en muestras de suelo y agua, procedentes de pozas artesanales de lixiviación con cianuro, fueron caracterizadas por análisis dependientes e independientes de cultivo. Para la caracterización de la comunidad bacteriana cultivable, se emplearon técnicas clásicas de microbiología hasta la obtención de cepas puras, las cuales fueron identificadas a nivel molecular. Por otro lado, las comunidades bacterianas no cultivables fueron caracterizadas por secuenciación de próxima generación del gen ARNr 16S. La comunidad bacteriana cultivable estaba principalmente representada por los géneros Pseudomonas, Bacillus y Acinetobacter; mientras que las comunidades no cultivables, predominantes en muestras de suelo, fueron los filos Proteobacteria (12.91%), Firmicutes (11.32%), Actinobacteria (11.25%) y Bacteroidetes (10.16%). Por otro lado, en muestras de agua predominaron los filos Firmicutes (59.16%) y Actinobacteria (38.99%).

In the present study, bacterial communities in soil and water samples, from artisanal leaching pools with cyanide, were characterized by dependent and independent culture analyzes. For the characterization of the culturable bacterial community, classical techniques of microbiology were used, until obtaining pure strains, which were identified at the molecular level. On the other hand, uncultured bacterial communities were characterized by next-generation sequencing of the 16S rRNA gene. The culturable bacterial community was mainly represented by the genera Pseudomonas, Bacillus and Acinetobacter; while the predominant uncultured communities, in soil samples, were the proteobacteria (12.91%), Firmicutes (11.32%), Actinobacteria (11.25%) and Bacteroidetes (10.16%). On the other hand, in water samples, the edges of Firmicutes (59.16%) and Actinobacteria (38.99%) predominated.

Degradación de hojarasca y aporte de nutrientes del manglar en la Laguna Mecoacán, Golfo de México / Leaf litter degradation and nutrient supply in the mangroves of Mecoacán Lagoon, Gulf of Mexico

Resumen Los manglares son ecosistemas de importante productividad primaria, donde se establece un flujo de energía (nutrientes) con zonas adyacentes y su ambiente acuático, impulsado principalmente por los procesos de degradación. El objetivo del estudio fue estimar el coeficiente de degradación diario (k) de hoja de mangle por medio de bolsas de degradación, en relación con los factores físico químicos del suelo y el aporte de nutrientes (fósforo y nitrógeno) en sedimento del manglar de la Laguna Mecoacán, Golfo de México. El coeficiente de degradación se estimó por medio de bolsas de degradación de hojarasca en seis sitios de monitoreo mensual. Se identificó una rápida degradación durante el primer mes de hasta 51 % en Avicennia germinans (L.) Stearn asociado a procesos de lixiviación por condiciones de inundación. La degradación (k) de Rhizophora mangle L. (k= 0.0052 ± 0.0002) (F= 12.2 p<0.05 n= 216) y Laguncularia racemosa (L.) Gaertn (k= 0.005 ± 0.0003) (F= 3.7 p= 0.02 n= 108) difieren significativamente de A. germinans (k= 0.009 ± 0.0003) (F= 1.2 p= 0.02 n= 216). En relación al T50 de R. mangle y L. racemosa presentaron mayor tiempo de degradación (133 y 138 días respectivamente) comparado con A. germinans (74 días). Se registró una correlación significativa entre la materia orgánica y la humedad del suelo con la constante de descomposición de A. germinans (r= 0.65 p< 0.05 y r= 0.55 p< 0.05 respectivamente). El más alto contenido de nitrógeno total se dio en Pajaral (2 683 mg.Kg) y presentó alta correlación con el contenido de materia orgánica (r= 0.9 p= 0.03); en relación al fósforo total, el nivel más alto se presentó en Boca (2 031 mg.Kg) correlacionado de forma negativa con el pH (r= -0.61 p< 0.05). En conclusión, las diferencias en la velocidad de degradación de las hojas de mangle dependen de la especie (composición foliar), tiempo de exposición o inmersión en agua (patrón de inundación) y heterogeneidad del sedimento (i.e., textura, pH, contenido de humedad y densidad aparente).

Abstract Mangroves are ecosystems with a high primary productivity that is mainly driven mainly by degradation processes. Energy (nutrients) flows from mangroves toward adjacent zones and the surrounding aquatic environment. The objective of the present study was to estimate the daily degradation coefficient (k) of mangrove leaves in relation to physical-chemical soil factors and in situ nutrient supply (phosphorus and nitrogen) in Mecoacán Lagoon, Gulf of Mexico. Leaf litter degradation bags were placed at six monthly monitoring sites to evaluate degradation and to calculate the corresponding degradation coefficients. A rapid degradation of up to 51 % was observed for Avicennia germinans (L.) Stearn during the first month in association with leaching resulting from flood conditions. The degradation of Rhizophora mangle (L.) (k= 0.0052±0.0002) (F= 12.2 p< 0.05 n= 216) and Laguncularia racemosa (L.) Gaertn (k= 0.005±0.0003) (F= 3.7 p= 0.2 n= 108), differed significantly from that of A. germinans (k= 0.009 ± 0.0003) (F= 1.2 p= 0.2 n= 216) did not present significant differences. To reach T50 degradation, R. mangle and L. racemosa required more time (133 and 138 days, respectively) than A. germinans (74 days). Organic matter and soil humidity were significantly correlated with the decay constant of A. germinans (r= 0.65 p< 0.05 and r= 0.55 p< 0.05, respectively). Total nitrogen content was highest in the Pajaral site (2 683 mg.kg) and was also highly correlated with organic matter content (r= 0.9 p= 0.003). Total phosphorus content was highest in the Boca site (2 031 mg.kg) and was also negatively correlated with pH (r= -0.61 p= 0.004). In conclusion, differences in the rate of mangrove leaf degradation depend on the involved species (leaf composition), time of exposure or immersion in water (flooding patterns) and sediment heterogeneity (i.e., texture, pH, humidity content and bulk density). Rev. Biol. Trop. 66(2): 892-907. Epub 2018 June 01.

Evaluación de métodos de extracción para la obtención del ácido giberélico en semillas germinadas de maíz (Zea mays L.) / Comparison of different extraction methods for giberelic acid obtention from corn (Zea mays L.) germinated seeds / Avaliação de metodologias de extração para a obtenção do ácido giberélico em sementes germinadas de milho (Zea mays L.)

Resumen El maíz (Zea mays L.) es el segundo cereal de mayor cultivo a nivel mundial el cual es empleado como materia prima en diferentes industrias. Hasta el momento no se han encontrado reportes de la obtención del ácido giberélico (GA3) en esta planta. En el presente trabajo se compararon los métodos de extracción sólido-líquido por lixiviación y la extracción dinámica con disolvente asistida por sonicación (DSASE) para la obtención del GA3 a partir de semillas germinadas de maíz. Los factores trabajados en la extracción por lixiviación fueron el método físico, el solvente y el tiempo, mientras que los parámetros por DSASE fueron el flujo, el solvente y el tiempo. La mayor concentración del GA3 se obtuvo con el método DSASE (30,012 mg/kg), empleando como solvente acetonitrilo-ácido fórmico 5% (80;20, v:v) a un flujo de 0,4 mL/min y un tiempo de extracción de 25,0 min. La identificación y la cuantificación del GA3 se realizó mediante cromatografía líquida de alta eficiencia (HPLC) con detector de arreglo de diodos (DAD). Estos resultados evidenciaron que la DSASE es una alternativa novedosa para la obtención del GA3, dada su alta eficiencia, el bajo consumo de solvente y su simplicidad en la obtención del extracto.

Abstract Corn (Zea mays L.) is the second most cultivated cereal in the world and is used as raw material for different kind of industries. To date no reports about obtaining giberellic acid (GA3) from corn have been found. In the present study two methods for extracting solid samples were evaluated; lixiviation and dynamic sonication-assisted solvent extraction (DSASE), for obtaining giberellic acid from corn germinated seeds. In lixiviation, the physical method (agitation and sonication), solvent, and time were the parameters analyzed; while in DSASE the variables were; solvent, flow, and time. The most efficient technique was DSASE employing acetonitrile-formic acid 5% (80;20, v:v) as solvent at a flow of 0,4 mL/ min for 25,0 min, obtaining a concentration of 30,012 mg/kg giberellic acid. Identification and quantification were performed by high performance liquid chromatography (HPLC) with diode array detector (DAD). These results showed that dynamic sonication-assisted solvent extraction (DSASE) is a novel and powerful alternative technique for obtaining giberellic acid, because of its high efficiency; low solvent consumption and simplicity in obtaining the extract.

Resumo O milho (Zea mays L.) é o segundo cereal mais cultivado no mundo e é usado como matéria-prima em diferentes indústrias. Até a data não foram encontrados estudos da obtenção do ácido giberélico (GA3) neste cereal. Este trabalho teve como objetivo a comparação da metodologia de extração sólido-líquido por lixiviação e a metodologia de extração dinâmica com dissolvente assistida por sonicação (DSASE) para a obtenção do ácido giberélico a partir de sementes germinadas de milho (Zea mays L.). Na extração por lixiviação foram avaliados diferentes parâmetros; o método físico, o solvente e o tempo; e na metodologia DSASE estes parâmetros foram; o solvente, o fluxo e o tempo. A maior concentração de ácido giberélico (GA3) foi obtida com a metodologia DSASE, usando como solvente acetonitrila-ácido fórmico 5% v/v (80;20), fluxo de 0,4 mL/min e tempo de extração de 25,0 min. A identificação e a quantificação do GA3 foi realizada mediante cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC) com detecção de arreglo de diodos (DAD). Os resultados evidenciaram que a DSASE foi uma excelente alternativa para a obtenção do ácido giberélico, por apresentar alta eficiência, pouco consumo de solvente e ser umatécnica simples para a obtenção do extrato.

Estudio sobre la lixiviación de cadmio, cromo y plomo de un limpiador lingual en saliva artificial / Study on the leaching of cadmium, chromium and lead from a tongue cleaner onto artificial saliva

Objetivos: Determinar la presencia y concentración de los metales plomo, cadmio y cromo migrados desde el limpiador lingual "Alitest" en saliva artificial, y estimar la exposición oral a estas sustancias. Material y métodos: Diseño pre-experimental y analítico, para cuantificar las sustancias que son liberadas desde el limpiador lingual al contacto con saliva artificial. Los metales fueron analizados por AAS. Se estimaron los valores de exposición por ingesta oral que fueron comparados con valores de ingesta diaria tolerable para cada grupo etario. Resultados: Se cuantificó la migración de cadmio y cromo en concentraciones promedio de 0.008mg/L y 0.437 mg/L, respectivamente. La concentración de plomo estuvo por debajo de los niveles detectables utilizando el método. A partir de estos valores se estimó la ingesta oral para cada grupo etario y se comparó con el valor provisional de ingesta mensual tolerable (PTMI) o Dosis de Referencia (RfD). Conclusiones: Las sustancias se cuantificaron en concentraciones normales, que no excedieron los valores máximos recomendados.

Objectives: To determine the concentration of heavy metals cadmium and chromium leached from the tongue cleaner "Alitest" into artificial saliva and to assess oral exposure of these substances. Material and methods: Analytical pre-experimental design, to determine the amount of those substances released from the tongue cleaner onto artificial saliva and to quantified them by AAS. Assessment of exposure from oral intake values and comparison with the Provisional Tolerable Monthly Intake (PTMI) or Reference Dose (RfD) values. Results: Cadmium and chromium leachated into artificial saliva were quantified in concentrations of 0.008mg/L and 0.437 mg/L, respectively. Lead concentration was under detectable levels using the method. These values were used to estimate the oral intake for each age group and were compared to PTMI or RfD values. Conclusions: The substances were found in normal concentrations, none exceeding the maximum values of PTMI or RfD.

Biooxidación de concentrados de arsenopirita por Acidithiobacillus ferrooxidans en erlenmeyer agitados / Biooxidation of arsenopyrite concentrates by Acidithiobacillus ferrooxidans in shake flasks

Se evaluó el proceso de biooxidación de concentrados de arsenopirita por A. ferrooxidans ATCC 23270, previa adaptación de los microorganismos al mineral y dos tamaños de partícula, pasante malla Tyler 200 (~75μm) y 325 (~45μm). También, se determinó el grado de concentración del mineral mediante DRX y MOLPP/LR, bajo norma ASTM D 2799 de 2009. Los microorganismos fueron adaptados mediante disminución gradual, en etapas sucesivas, de sulfato ferroso y posterior aumento en el contenido de arsenopirita. Finalmente, se llevó a cabo el proceso de biooxidación del mineral sin adición de Fe2+. Después de treinta días de proceso, la disolución de arsénico para la malla Tyler 200 fue de 7550 mgL-1 (18,7%) y para la malla Tyler 325 fue de 2850 mgL-1 (7,1%). Por otra parte, la curva de crecimiento bacteriano mostró que entre los días 6 y 21 de proceso la población bacteriana promedio fue de 1,70x108 cel.mL-1 y de 8,00x107 cel.mL-1 para las mallas Tyler 200 y 325, respectivamente.Por lo tanto, el tamaño de partícula jugó un papel fundamental en la cinética de adaptación de los microorganismos, sugiriendo que a menor tamaño del sustrato empleado mayor dificultad se le presenta al microorganismo para oxidar el mineral.

Arsenopyrite biooxidation process was evaluated with A. ferrooxidans ATCC 23270. The microorganisms were previously adapted to mineral and two different Tyler mesh sizes, 200 (~75μm) and 325 (~45μm). Also, the mineral concentration was made by DRX and MOLPP/LR under ASTM D 2799. The microorganisms were adapted through gradual decreasing of ferrous sulphate in successive state and subsequent arsenopyrite concentration increase. Finally, biooxidation process was carried out without Fe2+. After thirty days of process, Arsenic bioleaching was 7550 mgL-1(18,7%) and 2850 mgL-1 (7,1%) for the 200 and 325 Tyler meshes, respectively.On the other hand, bacterial growth curve showed, between 6 and 21 days of process that the average bacterial population was 1,70x108 cel.mL-1 y de 8,00x107 cel.mL-1 for 200 and 325 Tyler mesh respectively. For this reason, the particle size played an important role in the adaption kinetics of microorganism. The results showed that the microorganism oxide the larger particle size of the mineral easier.

Cinética de lixiviación de la corteza de mangle rojo en agua / Leaching kinetics of the red mangrove bark in water

Objetivo: determinar la naturaleza del fenómeno que rige la transferencia de masa durante la lixiviación del mangle rojo en agua mediante el estudio de la cinética del proceso. Métodos: se estudió la cinética de lixiviación de la corteza de mangle rojo en agua a escala de laboratorio, en una relación sólido/líquido 1:4 a diferentes temperaturas (25, 45, 70 y 90 °C). Para cada temperatura en particular se determinó la constante cinética a partir de la ecuación fundamental de la lixiviación mediante un modelo ajustado empleando el programa estadístico CurveExpert 1.4 para Windows. Resultados: los valores de la concentración de sólidos solubles totales correspondientes a 25 y 45 °C presentaron un incremento apreciable durante los primeros 20 min, y los correspondientes a 70 y 90 °C lo alcanzaron a los 30 min. El valor de la energía de activación obtenida en el experimento correspondió a 2,884 kJ. Conclusiones: la naturaleza de la lixiviación de la corteza de mangle rojo se produce por vía física.

Objective: to determine the type of phenomenon ruling the mass transfer during leaching of red mangrove in water by studying the kinetics of this process. Methods: the kinetics of leaching of red mangrove bark into water at lab was studied in a solid/liquid ratio of 1:4 at different temperatures (25, 45, 70 and 90 ºC). For each temperature, the kinetic constant was estimated from the fundamental leaching equation by a fitted model using the statistical program CurveExpert 1.4 for Windows. Results: the total soluble solid concentration values showed a sizeable increase at 25 and 45 °C in the first 20 minutes and at 70 and 90 °C in 30 minutes. The activation energy in the experiment amounted to 2.884 kJ. Conclusions: the leaching of the red mangrove bark is of physical origin.

Tecnología limpia aplicada al tratamiento y aprovechamiento de residuos de amalgama dental / Cleantechnology applied to the treatment and management of dental amalgam residues

A la problemática mundial sobre la contaminación del medio ambiente por las actividades humanas donde se utiliza el mercurio, se suma la contaminación generada por los residuos de amalgama dental cuando estos se disponen de manera inadecuada. En Colombia, a pesar de haber una normatividad clara al respecto, subsiste esta problemática cuando las instituciones prestadoras de servicios en salud oral arrojan por la alcantarilla, incineran o entierran los residuos de amalgama que producen, como forma de disponerlos. Esto se debe a que muchas veces dicha normatividad se desconoce o se aplica de manera parcial o equivocada. Como solución a esta problemática, la Universidad de Antioquia, a través de los grupos de investigación Ciencia y Tecnología Biomédica (CTB), Materiales Preciosos (MAPRE) y de Investigaciones Pirometalúrgicas y de Materiales (GIPIMME), y la empresa productora y comercializadora de insumos odontológicos New Stetic S.A., diseñaron e implementaron un proceso eco-eficiente de tratamiento de residuos de amalgama, con los objetivos de, primero, evitar una disposición inadecuada que impacte negativamente el medio ambiente y, segundo, aprovechar los metales recuperados por medio de su reintegro a la cadena productiva. Las etapas del proceso consisten en: la recuperación pirometalúrgica (altas temperaturas) del mercurio en un destilador hermético llamado Retorta y la recuperación hidrometalúrgica (recuperación en medio acuoso) del resto de los metales constituyentes. Esto permite obtener, de manera eco-eficiente y auto-sostenible, cada metal que a su vez pueden pasar a un proceso de refinación para darle valor agregado y ser reutilizado.

The world problem regarding the environmental pollution due to human activities where mercury is used increases the contamination generated by the dental amalgam scraps when they are inadequately disposed. Although Colombia has clear regulations regarding this issue, the problem subsists when oral health service institutions discard down the drainpipe, incinerate or bury the amalgam scraps that they produce as a disposal method. This occurs because the regulations are unknown or because, many times, they are partially or incorrectly applied. As a solution to this situation, the Universidad de Antioquia through the research groups: Science and Biomedical Technology, Precious Materials and Pyrometallurgical and Material Researches, and the dental supplies manufacturing and marketing company New Stetic S.A., developed and implemented a eco-efficient recovery process for amalgam wastes in order to prevent any incorrect disposal that negatively impacts the environment, and to take advantage of the recovered metals by returning them to the production line. The process stages include the pyrometallurgical mercury recovery (at high temperatures) using a hermetical distiller called Retorta, and the hydrometallurgical recovery (selective recovery in watery media) of the rest of the constituent metals. The latter permits the obtainment, in an eco-efficient and self-sustainable manner, of each metal which can be taken through a refining process to be reused.