La disminución y el deterioro alarmante de los recursos naturales vitales para el ser humano, tales como el agua, representa un problema latente en nuestra sociedad. Múltiples causas contribuyen a la contaminación de las fuentes hídricas. En particular, industrias como la textil, alimentaria y farmacéutica descargan grandes volúmenes de efluentes contaminados con un elevado contenido de colorantes, moléculas altamente tóxicas y de naturaleza recalcitrante. Su vertimiento sin tratamiento previo genera una grave problemática tanto a nivel ambiental como socio-económico. La presencia de colorantes, incluso en cantidades menores de 1 ppm, ocasiona una alteración del equilibrio del ecosistema, principalmente con la disminución en los procesos fotosintéticos, donde la reducción de la radiación solar impide la auto-regeneración del recurso hídrico, afectando la biota acuática y deteriorando el hábitat circundante [1,2]. Adicionalmente, para algunos colorantes se han registrado efectos mutagénicos, carcinogénicos y teratogénicos tanto en humanos como en organismos acuáticos, señalando la prioridad de su tratamiento [3,4].
Las tendencias actuales en materia de tratamiento de colorantes sintéticos señalan la implementación de métodos combinados, fisicoquímicos y biológicos, en donde en una primera etapa se retienen las moléculas o se reduce la complejidad estructural del contaminante para incrementar su biodegradabilidad y en una segunda fase se biodegradan las moléculas remanentes [5]. Con relación a los procesos fisicoquímicos, múltiples estudios han demostrado que la adsorción de colorantes sobre residuos agrícolas es una alternativa con alta viabilidad económica, de eficiencia notable y ambientalmente favorable, [6-8]. En lo concerniente a las metodologías biológicas, la Fermentación en Estado Sólido, FES, se ha perfilado en los últimos años como una metodología altamente eficiente para el desarrollo de diferentes procesos biotecnológicos, entre los cuales se destacan la producción de enzimas, ácidos orgánicos, metabolitos secundarios y en la biorremediación de compuestos recalcitrantes tales como los colorantes [9,10].
En este contexto y dentro del enfoque de la economía circular, el Grupo de Investigación SIRYTCOR viene desarrollando una estrategia para el tratamiento integral de colorantes, que resulta de la combinación de la adsorción y del proceso biológico de FES. En la primera etapa de adsorción se utilizan residuos agrícolas como potenciales y novedosos adsorbentes, cabe señalar que esta materia prima es de bajo costo y su aprovechamiento no solo permite contribuir a la solución de la problemática de cuerpos acuosos contaminados, sino que ratifica que un material residual puede incorporarse de forma eficiente a una cadena productiva. Ahora bien, para concluir un adecuado ciclo de incorporación de este tipo de contaminantes al medio, la FES permite la biodegradación del colorante gracias a la acción enzimática de los hongos de podredumbre blanca, logrando que este colorante se descomponga y nutra el residuo agrícola, de tal forma que al final del proceso se dispone de una matriz orgánica con potencial aplicación como enmendador de suelos. Para la FES, se ha utilizado principalmente las especies fúngicas Trametes pubescens, Pleurotus ostreatus y Pleurotus pulmonarius.
Con este marco de referencia, en el presente proyecto se propone evaluar la biorremediación del colorante Rojo básico 46 (RB46) a través de la estrategia combinada previamente descrita, donde se utilizará la tusa de maíz para la etapa inicial de adsorción y las especies fúngicas mencionadas para el respectivo proceso fermentativo. Es importante puntualizar que se implementará herramientas estadísticas, como el Diseño estadístico de experimentos y análisis de varianza, tanto para el proceso fisicoquímico de adsorción como para su etapa complementaria de degradación biológica con el fin de respaldar todos los resultados de la investigación. |