Caracterización de biosensores bacterianos para la detección de compuestos organoclorados en efluentes de pulpa kraft.
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Date
2004
Authors
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Publisher
Universidad de Concepción.
Abstract
Existe un consenso de que los principales contaminantes, de mayor impacto
ambiental, se generan en los procesos de blanqueo de pulpa kraft. La U.S.
Environmental Protection Agency (EPA), publicó recientemente las proposiciones
de normas para regularizar las emisiones de compuestos organoclorados. Debido
a esto se hace necesario contar con técnicas que permitan detectar en forma
eficiente compuestos contaminantes en los efluentes, debido a que los métodos
químicos frecuentemente utilizados son muy complejos y de alto costo
operacional. Los biosensores bacterianos surgen como una técnica potencial, por
su simplicidad, rapidez y bajo costo, para la detección de contaminantes
organoclorados.
La capacidad de detectar compuestos fenólicos y derivados clorados por las cepas
mutantes DmpR B9, B23 y B24 fue estudiada mediante ensayos líquidos de -
galactosidasa. La actividad -galactosidasa es proporcional a la transcripción de la
fusión Pdmp-lacZ de las cepas mutantes DmpR, en presencia de compuestos
fenólicos y derivados clorados. Los ensayos fueron realizados testeando la lista de
contaminantes fenólicos prioritarios descrito por la EPA (1998). Se demostró que
los 9 compuestos fenólicos clorados ensayados fueron capaces de inducir
respuesta por parte de los tres biosensores bacterianos. Las cepas mutantes
DmpR presentan las más altas respuestas en presencia de fenol y de compuestos
fenólicos mono-clorados, así observándose una baja inducción por parte de 3-
cloro-4-metilfenol; 2,4-dimetilfenol; 2,4,6-triclorofenol y 2,4,5-triclorofenol. Entre los
compuestos tóxicos prioritarios no detectados por las cepas mutantes DmpR se
encuentra el 2-metil-4,6-dinitrofenol. A concentraciones sobre 75 M del 2,4,6-
triclorofenol y 50 M de pentaclorofenol, producen lisis celular. Los ensayos
realizados con 2,4-dinitrofenol demostraron una inducción variable de la fusión
Pdmp-lacZ. Ensayos con tolueno, Xileno, Benceno, 2-nitrotolueno, 2,4-D y 2,4,6-
TBF, no indujeron respuesta por parte de las cepas mutantes.
La cinética de inducción de las cepas mutantes en presencia de mezclas de
compuestos fenólicos sustituidos demostró una respuesta lineal hasta 75 M, no
se observó inhibición en la respuesta cuando las cepas mutantes DmpR fueron ncubadas en mezclas de compuestos fenólicos y derivados clorados con tolueno,
benceno y xileno, en cambio en presencia de 2,4,6-Tribromofenol y 2,4-D a
concentraciones sobre 75 M se observan respuestas variables de las tres cepas
mutantes.
Los resultados demostraron que las cepas mutantes DmpR presentan un
crecimiento estable en los efluentes de pulpa kraft estudiados; además fueron
capaces de detectar la presencia de compuestos fenólicos sustituidos. Se detectó
una mayor concentración de compuestos organoclorados en el efluente con índice
kappa mayor. La caracterización de los efluentes por cromatografía líquida de alta
resolución (HPLC) no arrojó resultados satisfactorios, esto se debe principalmente
a la gran cantidad de compuestos que son generados durante el blanqueo de la
pulpa kraft.
Existen muchos reportes sobre la construcción de biosensores bacterianos, pero
existen pocos los trabajos que demuestra la capacidad de detectar compuestos
químicos en muestras ambientales. En este estudio se demostró la capacidad de
tres cepas mutantes DmpR, B9, B23 y B24, basada en la activación de la fusión
Pdmp-lacZ, para la detección de fenol y derivados clorados en efluentes de pulpa
kraft. Los biosensores bacterianos presentan una alta sensibilidad y esto permite
utilizarlos como una alternativa a los análisis químicos comúnmente empleados
para compuestos orgánicos. Otro aspecto importante es destacar su bajo costo,
rapidez y adaptabilidad a análisis de campo o para monitoreos “in situ”
Description
Tesis para optar al Grado de Magister en Ciencias con Mención en Microbiología.
Keywords
Desechos Industriales, Purificación