Remoción de metales pesados y bacterias coliformes mediante pectina en aguas recreativas de un lago de Morelos, México

Abstract

RESUMEN: El agua es un recurso natural de gran importancia para la sobrevivencia de los seres vivos, sin embargo, muchos de los cuerpos de agua superficial se encuentran contaminados con materiales de origen biológico y químico, éstos comprenden materia orgánica, desechos industriales, desechos domésticos, entre otros. Lo anterior representa un factor de riesgo indirecto para la salud de las personas que la consumen y que la usan para actividades de recreación. Para el tratamiento del agua contaminada se han aplicado coagulantes inorgánicos y polímeros sintéticos, los cuales causan enfermedades neurodegenerativas por los residuos y trazas que dejan. Como alternativa se ha propuesto el uso algunos polímeros naturales, los cuales son amigables con el medio ambiente y tienen la capacidad de remover contaminantes presentes en el agua. Por lo anterior, el objetivo de este trabajo fue evaluar la capacidad de una pectina en la remoción de metales pesados y bacterias coliformes presentes en muestras de agua recreativa de un lago de Morelos. Para ello se trabajó con una pectina comercial con alto contenido de ácido galacturónico, también se colectaron muestras de agua del Lago de Tequesquitengo, éstas se analizaron mediante espectroscopía de absorción atómica (EAA) y recuento en placa para identificar y cuantificar metales pesados (hierro, cobalto, manganeso, cromo, níquel, zinc, plomo, cadmio, cobre, arsénico y mercurio), y bacterias coliformes, respectivamente. Para la remoción de metales pesados se aplicó 1 mg/ml de pectina en las muestras de agua ajustadas a dos tratamientos, pH 7 y pH 5.5, mediante la prueba de jarras. Mientras que para la remoción de bacterias se aplicó la pectina a las muestras de agua ajustadas al tratamiento a pH 5.5. Después de la aplicación de la pectina a las muestras de agua, éstas se dejaron reposar, se centrifugaron y la pectina se separó de las muestras de agua tratada por decantación. Éstas fueron analizadas nuevamente mediante EAA y recuento en placa; los resultados mostraron la disminución de los iones metálicos y de las bacterias coliformes. Lo anterior también se corroboró al analizar la pectina separada del agua, mediante espectroscopía de infrarrojo con transformada de Fourier (FTIR) y microscopía electrónica de barrido (MEB); los espectros mostraron que los iones metálicos fueron adsorbidos por los grupos funcionales carboxilo, carbonilo e hidroxilo de la pectina, y las microfotografías evidenciaron las bacterias atrapadas en una red formada por pectina por la acción de sus características moleculares y condiciones de las muestras de agua. Por lo tanto, se concluye que la pectina removió contaminantes de las muestras de agua, siendo más efectivo el tratamiento a pH 5.5 con un porcentaje de remoción de 48.40% de Pb, 35.13% de Mn y 94.59% de bacterias coliformes. ABSTRACT: Water is a natural resource of great importance for the survival of living beings, however, many of the fresh Waters are contaminated with materials of biological and chemical origin, these include organic matter, industrial waste, domestic waste, among others. The above represents an indirect risk factor for the health of the people who consume it and who use it for recreational activities. For the treatment of contaminated water, inorganic and synthetic polymers have been applied, which cause neurodegenerative diseases due to the residues and traces they leave behind. As an alternative, the use of some natural polymers has been proposed, which are friendly to the environment and can remove pollutants from water. Therefore, the aim of this study was to evaluate the ability of a pectin to remove heavy metals and coliform bacteria from recreational water samples from a lake in Morelos. For this, a commercial galacturonic acid-rich pectin was used, and water samples were collected from Lake Tequesquitengo. The samples were analyzed by atomic absorption spectroscopy (AAS) and plate count method to identify and quantify heavy metals (iron, cobalt, manganese, chromium, nickel, zinc, lead, cadmium, copper, arsenic and mercury), and coliform bacteria, respectively. For heavy metals removal, the jar test was used, and 1 mg/ml of pectin was added in the water samples adjusted to two treatments, pH 7 and pH 5.5. While for the bacteria removal, pectin was added to the water samples adjusted to the treatment at pH 5.5. After the addition of the pectin to the water samples, these were allowed to settle, were centrifuge, the pectin was separated from the treated water samples by decantation and were analyzed again by AAS and plate count method. The results showed a decrease in metal ions and coliform bacteria. This was corroborated when the pectin, separated from water, was analyzed by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and scanning electron microscopy (SEM). The spectra showed that metal ions were adsorbed by the carboxyl, carbonyl and hydroxyl functional groups of pectin. The microphotographs showed that bacteria were trapped in a network formed by pectin due the action of its molecular characteristics and the conditions of the water samples. Therefore, it is concluded that pectin was able to remove pollutants from recreational water samples, being more effective the treatment at pH 5.5 with a percentage removal of 48.40% of Pb, 35.13% of Mn and 94.59% of coliform bacteria.