Eficiencia en la remoción de Microcistina-LR empleando radiación ultravioleta y peróxido de hidrógeno
DOI:
https://doi.org/10.17533/udea.redin.20190732Palabras clave:
contaminación del agua, toxinas, tratamiento del agua, procesos de oxidación avanzadaResumen
Debido a los efectos adversos asociados con la presencia de la cianotoxina microcistina-LR (MC-LR), se realizaron ensayos de fotodegradación en agua natural y destilada utilizando la acción combinada de la radiación ultravioleta (UV) y el peróxido de hidrógeno (H2O2). El efecto del contenido de H2O2 y la irradiación UV se evaluó y optimizó utilizando un diseño factorial multinivel en agua destilada enriquecida con 20 µg de L-1 MC-LR. El sistema acoplado UV/H2O2 en condiciones óptimas (0.63 mW cm-2 de irradiación y 30 mg de L-1 H2O2) fue más efectivo que su acción individual durante 30 min de tratamiento, ya que se logró una reducción del 97.78% de MC-LR. Después de optimizar las condiciones de operación, se aplicaron para agua natural, obteniendo remociones de MC-LR similares a las obtenidas con agua destilada (99.59 y 99.73%, respectivamente), alcanzando una concentración final de MC-LR en ambas matrices muy por debajo del límite máximo recomendado por la OMS para MC-LR en agua potable, fijado en 1 µg L-1. También se probó 15 mg L-1 de H2O2, y aunque se encontró un 98.08% de eliminación de MC-LR durante 60 min, el límite aconsejable de la OMS no se superó. El proceso UV/H2O2 podría considerarse una alternativa a los procesos convencionales de potabilización para abordar el problema de la contaminación del agua dulce con cianotoxinas, proporcionando el cumplimiento de los estándares de calidad del agua legislados.
Descargas
Citas
J. O’Neil, T. Davis, M. Burford, and C. Gobler, “The rise of harmful cyanobacteria blooms: The potential roles of eutrophication and climate change,” Harmful Algae, vol. 14, February 2012. [Online]. Available: https://doi.org/10.1016/j.hal.2011.10.027
I. Chorus and J. Bartram. (1999) Toxic cyanobacteria in water: A guide to their public health consequences, monitoring and management. [E & FN Spon]. [Online]. Available: https://bit.ly/2x9GiZH
H. Hudnell, “Cyanobacterial poisoning in livestock, wild mammals and birds – an overview,” in Cyanobacterial Harmful Algal Blooms: State of the Science and Research Needs, I. Stewart, A. Seawright, and G. Shaw, Eds. New York: Springer, 2008, pp. 950–955.
S. Merel, M. Villarín, K. Chung, and S. Snyder, “Spatial and thematic distribution of research on cyanotoxins,” Toxicon, vol. 76, December 15 2013. [Online]. Available: https://doi.org/10.1016/j.toxicon.2013.09.008
S. Merel and et al, “State of knowledge and concerns on cyanobacterial blooms and cyanotoxins,” Environment International, vol. 59, September 2013. [Online]. Available: https://doi.org/10.1016/j.envint.2013.06.013
S. Merel, M. Clément, and O. Thomas, “State of the art on cyanotoxins in water and their behaviour towards chlorine,” Toxicon, vol. 55, no. 4, April 1 2003. [Online]. Available: https://doi.org/10.1016/j.toxicon.2009.10.028
B. Hitzfeld, S. Höger, and D. Dietrich, “Cyanobacterial toxins: removal during drinking water treatment, and human risk assessment,” Environ Health Perspect., vol. 108, no. 1, March 2000. [Online]. Available: https://doi.org/10.1289/ehp.00108s1113
X. He and et al, “Efficient removal of microcystin-lr by uv-c/h2o2 in synthetic and natural water samples,” Water Research, vol. 46, no. 5, April 1 2012. [Online]. Available: https://doi.org/10.1016/j.watres.2011.11.009
X. He and et al, “Destruction of microcystins (cyanotoxins) by UV-254 nm-based direct photolysis and advanced oxidation processes (AOPs): Influence of variable amino acids on the degradation kinetics and reaction mechanisms,” Water Research, vol. 74, May 1 2015. [Online]. Available: https://doi.org/10.1016/j.watres.2015.02.011
R. Qiao, N. Li, X. Qi, Q. Wang, and Y. Zhuang, “Degradation of microcystin- rr by uv radiation in the presence of hydrogen peroxide,” Toxicon, vol. 45, no. 6, pp. 745–52, May 2005.
R. Qiao and et al, “Degradation of microcystin-RR by combination of UV/H2O 2 technique,” Chinese Chem. Lett., vol. 16, pp. 1271–1274, Sep. 2005.
L. Li and et al, “Experimental and model comparisons of H2O2 assisted UV photodegradation of Microcystin-LR in simulated drinking water,” Journal of Zhejiang University-SCIENCE A, vol. 10, no. 11, November 2009. [Online]. Available: https://doi.org/10.1631/jzus.A0820642
W. Song, V. Ravindran, and M. Pirbazari, “Process optimization using a kinetic model for the ultraviolet radiation-hydrogen peroxide decomposition of natural and synthetic organic compounds in groundwater,” Chemical Engineering Science, vol. 63, no. 12, Jun 2008. [Online]. Available: https://doi.org/10.1016/j.ces.2008.03.024
B. Wang and et al, “The combined effects of uv-c radiation and h2o2 on microcystis aeruginosa, a bloom-forming cyanobacterium,” Chemosphere., vol. 141, Dec 2015. [Online]. Available: https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2015.06.020
X. Huo, D. Chang, J. Tseng, M. Burch, and T. Lin, “Exposure of microcystis aeruginosa to hydrogen peroxide under light: Kinetic modeling of cell rupture and simultaneous microcystin degradation,” Environ Sci Technol., vol. 49, no. 9, May 5 2015. [Online]. Available: https://doi.org/10.1021/acs.est.5b00170
H. Matthijs and et al, “Selective suppression of harmful cyanobacteria in an entire lake with hydrogen peroxide,” Water Res., vol. 46, no. 5, Apr 1 2012. [Online]. Available: https://doi.org/10.1016/j.watres.2011.11.016
D. Barrington and A. Ghadouani, “Application of hydrogen peroxide for the removal of toxic cyanobacteria and other phytoplankton from wastewater,” Water Res., vol. 42, no. 23, Nov 5 2008. [Online]. Available: https://doi.org/10.1021/es801717y
D. Barrington, E. Reichwaldt, and A. Ghadouani, “The use of hydrogen peroxide to remove cyanobacteria and microcystins from waste stabilization ponds and hypereutrophic systems,” Ecological Engineering, vol. 50, Jan 2013. [Online]. Available:
https://doi.org/10.1016/j.ecoleng.2012.04.024
X. He, A. de la Cruz, and D. Dionysiou, “Destruction of cyanobacterial toxin cylindrospermopsin by hydroxyl radicals and sulfate radicals using UV-254 nm activation of hydrogen peroxide, persulfate and peroxymonosulfate,” Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry, vol. 251, Jan 1 2013. [Online]. Available: https://doi.org/10.1016/j.jphotochem.2012.09.017
K. Tsuji and et al, “Stability of microcystins from cyanobacteria: effect of light on decomposition and isomerization,” Toxicon, vol. 33, no. 12, Dec 1995. [Online]. Available: https://doi.org/10.1016/0041-0101(95)00101-8
Descargas
Publicado
Cómo citar
Número
Sección
Licencia
Derechos de autor 2020 Revista Facultad de Ingeniería Universidad de Antioquia
Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución-NoComercial-CompartirIgual 4.0.
Los artículos disponibles en la Revista Facultad de Ingeniería, Universidad de Antioquia están bajo la licencia Creative Commons Attribution BY-NC-SA 4.0.
Eres libre de:
Compartir — copiar y redistribuir el material en cualquier medio o formato
Adaptar : remezclar, transformar y construir sobre el material.
Bajo los siguientes términos:
Reconocimiento : debe otorgar el crédito correspondiente , proporcionar un enlace a la licencia e indicar si se realizaron cambios . Puede hacerlo de cualquier manera razonable, pero no de ninguna manera que sugiera que el licenciante lo respalda a usted o su uso.
No comercial : no puede utilizar el material con fines comerciales .
Compartir igual : si remezcla, transforma o construye a partir del material, debe distribuir sus contribuciones bajo la misma licencia que el original.
El material publicado por la revista puede ser distribuido, copiado y exhibido por terceros si se dan los respectivos créditos a la revista, sin ningún costo. No se puede obtener ningún beneficio comercial y las obras derivadas tienen que estar bajo los mismos términos de licencia que el trabajo original.