RESUMEN
Abstract Textile industries produce effluent wastewater that, if discharged, exerts a negative impact on the environment. Thus, it is necessary to design and implement novel wastewater treatment solutions. A sequential treatment consisting of ligninolytic co-culture with the fungi Pleurotus ostreatus and Phanerochaete crhysosporium (secondary treatment) coupled to TiO2 /UV photocatalysis (tertiary treatment) was evaluated in the laboratory in order to discolor, detoxify, and reuse textile effluent wastewater in subsequent textile dyeing cycles. After 48 h of secondary treatment, up to 80% of the color in the wastewater was removed and its chemical and biochemical oxygen demands (COD, and BOD5) were abated in 92% and 76%, respectively. Laccase and MnP activities were central to color removal and COD and BOD5 abatement, exhibiting activity values of 410 U L-1 and 1 428 U L-1, respectively. Subjecting wastewater samples to 12 h of tertiary treatment led to an 86% color removal and 73% and 86% COD and BOD5 abatement, respectively. The application of a sequential treatment for 18 h improved the effectiveness of the wastewater treatment, resulting in 89% of color removal, along with 81% and 89% COD and BOD5 abatement, respectively. With this sequential treatment a bacterial inactivation of 55% was observed. TiO2 films were reused continuously during two consecutive treatment cycles without thermic reactivation. Removal percentages greater than 50% were attained. Acute toxicity tests performed with untreated wastewater led to a lethality level of 100% at 50% in Hydra attenuata and to a growth inhibition of 54% at 50% in Lactuca sativa. Whereas sequentially treated wastewater excreted a 13% lethality at 6.25% and an inhibition of 12% at 75% for H. attenuata and L. sativa, respectively. Finally, sequentially treated wastewater was reused on dyeing experiments in which 0.86 mg g-1 adsorbed dye per g of fabric, that is equivalent to 80% of dye adsorption.
Resumen Las industrias textiles producen un efluente que, si es descargado, ejerce un impacto negativo en el ambiente. Así, es necesario diseñar e implementar soluciones novedosas para el tratamiento de estos desechos. Con el fin de decolorar, detoxificar y reutilizar aguas residuales producidas en la industria textil en ciclos de tinturado subsecuentes, se evaluó en laboratorio un tratamiento secuencial, consistente en un cultivo ligninolítico con los hongos Pleurotus ostreatus y Phanerochaete crhysosporium (tratamiento secundario) acoplado con fotocatálisis TiO2/UV (tratamiento terciario). Después de 48 horas de tratamiento secundario, se removió hasta un 80% del color del agua residual y las Demandas Química y Bioquímica de Oxígeno (DQO y DBO5) fueron reducidas en 92 y 76% respectivamente. Las actividades Lacasa y MnP (410 U L-1 y 1428 U L-1, respectivamente) fueron centrales en la remoción de color y en la reducción de DQO y DBO5. Someter muestras de agua residual a 12 horas de tratamiento terciario resultó en una remoción de 86% de color, 73% de DQO y 86% de DBO. La aplicación de un tratamiento secuencial por 18 h incrementó su efectividad, lo cual resultó en 89% de remoción de color, además de 81% y 89% de remoción de DQO y DBO5 respectivamente. Con este tratamiento secuencial se observó una inactivación bacteriana del 55%. Las películas de TiO2 se reutilizaron continuamente durante 2 ciclos de tratamiento consecutivos sin reactivación térmica. Se alcanzaron porcentajes de remoción mayores al 50%. Las pruebas de toxicidad aguda llevadas a cabo con agua residual cruda produjeron un nivel de letalidad del 100% a 50% en Hydra attenuata y una inhibición de crecimiento del 54% a 50% en Lactuca sativa. El agua residual tratada secuencialmente produjo una letalidad del 13% a 6.25% y una inhibición del 12% a 75% para H. attenuata y L. sativa, respectivamente. Finalmente, el agua residual tratada secuencialmente fue reutilizada en experimentos de tinturado en los que la cantidad de colorante absorbido fue de 0.86 mg g-1 por g de tela, lo cual es equivalente a 80% de adsorción.
Resumo A indústria têxtil produz águas residuais que causam um impacto negativo ao meio ambiente quando são descartadas. Portanto, é necessário projetar e implementar novas soluções para seu tratamento. Um tratamento sequencial que consiste na co-cultura ligninolítica com os fungos Pleurotus ostreatus e Phanerochaete crhysosporium (tratamento secundário) acoplada à fotocatálise com TiO2/UV foi avaliado no laboratório para descolorir, desintoxicar e reutilizar água residual têxtil em ciclos subsequentes de tintura. Após 48 h de tratamento secundário, aproximadamente 80% da cor foi removida da água residual e sua demanda química e bioquímica de oxigênio (COD, e BOD5) foram diminuídas em 92% e 76%, respectivamente. A atividade de Laccase e MnP foram centrais na remoção da cor e diminuição de COD e BOD5, mostrando valores de atividade de 410 U L-1 e 1428 U L-1, respectivamente. Submeter as amostras de água residual a 12 h de tratamento terciário levou a uma remoção de 86% da cor e uma diminuição de 73% e 86% de COD e BOD5 respectivamente. A aplicação do tratamento sequencial por 18 h melhorou a efetividade do tratamento de águas residuais, resultando em 89% de remoção de cor e uma diminuição de 81% e 89% de COD e BOD5, respectivamente. Com este tratamento sequencial, observamos uma inativação bacteriana de 55%. As películas de TiO2 foram reutilizadas continuamente durante dois tratamentos consecutivos sem reativação térmica. Atingimos porcentagens de remoção acima de 50%. Os testes de toxicidade aguda feitos em água residual sem tratar causaram níveis de letalidades de 100% a 50% em Hydra attenuata e uma inibição do crescimento de 54% a 50% em Lactuca sativa. Enquanto água residual tratada sequencialmente causou uma letalidade de 13% a 6.25% e uma inibição de 12% a 75% para H. attenuata e L. sativa, respectivamente. Finalmente, a água residual tratada sequencialmente foi reutilizada em experimentos de tintura nos quais absorveu 0.86 mg g-1 por g de tecido, o que é equivalente a uma absorção de 80%.
RESUMEN
Objetivo. La evaluación de la calidad del agua incluye el análisis de parámetros tanto físico-químicos como microbiológicos. Sinembargo, ninguno de estos evalúa el efecto biológico que se puede generar en los ecosistemas o en el hombre. Con el objetivo de definirlos organismos más indicados para evaluar la toxicidad en el afluente y efluente de tres plantas potabilizadoras, se utilizaron cincobioensayos de toxicidad aguda, incorporando tres grupos taxonómicos de la cadena trófica. Materiales y métodos. Los bioensayosempleados fueron Daphnia magna e Hydra attenuata como modelos animales, Lactuca sativa y Pseudokirchneriella subcapitata comomodelos vegetales y Photobacterium leioghnathi como modelo bacteriano. Para cumplir con este objetivo, se utilizaron criterios deselección de los organismos a evaluar y análisis de conglomerados (AC) para identificar los más sensibles en los afluentes y efluentesde cada una de las plantas. Resultados. Todos los bioensayos son pruebas potencialmente útiles para evaluar la calidad del agua, alpresentar cuatro requisitos esenciales y 17 requisitos deseables, salvo P. leioghnathi que no cumple con dos de los requisitos esencialesque son la CI50 para los tóxicos de referencia y el intervalo de confianza. En los modelos animales, vegetales y bacteriano se observaron diferentes niveles de sensibilidad a la entrada y salida de los sistemas de potabilización. Conclusiones. H. attenuata, P. subcapitata y P.leioghnathi fueron los organismos más eficaces para detectar la toxicidad en los afluentes y D. magna, P. subcapitata y P. leioghnathien los efluentes...
Objective. The assessment of water quality includes the analysis of both physical-chemical and microbiological parameters. However,none of these evaluates the biological effect that can be generated in ecosystems or humans. In order to define the most suitable organismsto evaluate the toxicity in the affluent and effluent of three drinking-water treatment plants, five acute toxicity bioassays were used,incorporating three taxonomic groups of the food chain. Materials and methods. The bioassays used were Daphnia magna and Hydraattenuata as animal models, Lactuca sativa and Pseudokirchneriella subcapitata as plant models, and Photobacterium leioghnathi asbacterial model. To meet this objective, selection criteria of the organisms evaluated and cluster analysis were used to identify the mostsensitive in the affluent and effluent of each plant. Results. All organisms are potentially useful in the assessment of water quality bymeeting four essential requirements and 17 desirable requirements equivalent to 100% acceptability, except P. leioghnathi which doesnot meet two essential requirements that are the IC50 for the toxic reference and the confidence interval. The animal, plant and bacterialmodels showed different levels of sensitivity at the entrance and exit of the water treatment systems. Conclusions. H. attenuata, P.subcapitata and P. leioghnathi were the most effective organisms in detecting toxicity levels in the affluents and D. magna, P. subcapitataand P. leioghnathi in the effluents...
Objetivo.A avaliação da qualidade da água inclui a análise dos parâmetros físico-químicos e microbiológicos. No entanto, nenhum destes avalia oefeito a nível biológico que pode ser gerado nos ecossistemas ou no homem. Com o objetivo de definir os organismos mais adequadospara avaliar a toxicidade no afluente e efluente de três estações potabilizadoras, foram utilizados cinco bioensaios de toxicidade aguda,incorporando três grupos taxonômicos da cadeia alimentar. Materiais e métodos. Os bioensaios utilizados foram Daphnia magna eHydra attenuata como modelos animais, Lactuca sativa e Pseudokirchneriella subcapitata como modelos vegetais e Photobacteriumleioghnathi como modelo bacteriano. Para cumprir com este objetivo foram utilizados critérios de seleção dos organismos a avaliare análise de agrupamento (AC), para definir os mais sensíveis nos afluentes e efluentes de cada estação de tratamento. Resultados.Todos os bioensaios são testes potencialmente úteis para avaliar a qualidade da água ao apresentar 4 requisitos essenciais e 17 requisitosdesejáveis; exceto P. leioghnathi que não cumpre com dois dos requisitos essenciais: com o CI50 para substâncias tóxicas de referência ecom o intervalo de confiança. Nos modelos animais, vegetais e bacteriano, foram observados níveis diferentes de sensibilidade à entradae à saída dos sistemas de potabilização. Conclusões. H. attenuata, P. subcapitata e P. leioghnathi foram os organismos mais eficazesna detecção de toxicidade em afluentes e D. magna, P. subcapitata e P. leioghnathi nos efluentes...
