Cinética y estequiometría de la degradación aerobia de bisfenol A y sus principales productos por barros activados

Abstract

El bisfenol A (BFA) ha sido descripto como un compuesto estrogénico. Sin embargo, es utilizado industrialmente en la producción de policarbonatos, resinas epoxi y otros plásticos. Como resultado de su amplio uso ha sido detectado en aguas residuales (AR) industriales y municipales. Una de las metodologías propuestas para lograr la descontaminación de AR conteniendo BFA es la utilización de cultivos microbianos mixtos como los barros activados (BA). Diversos estudios sobre la biodegradación de BFA han demostrado la presencia de 4-hidroxiacetofenona (4HAF), 4-hidroxibenzaldehido (4HBA) y ácido 4-hidroxibenzoico (A4HB) como los principales intermediarios metabólicos. El objetivo del presente trabajo fue evaluar la cinética y la estequiometria de la degradación aeróbica de BFA y sus productos empleando barros activados. Se analizó el efecto del tiempo de residencia celular (TRC) y del incremento en la concentración de sustrato (5 - 120 mg L⁻¹) sobre los parámetros cinéticos y estequiométricos. La biodegradación de los compuestos fue estudiada empleando un respirómetro abierto. En todos los ensayos se utilizaron barros aclimatados previamente al BFA. Aunque los BA con TRC de 30 y 45 días (BA₃₀, BA₄₅) fueron capaces de degradar todos los compuestos estudiados, la velocidad específica de consumo de oxígeno (qO₂, mgO₂ grSST⁻¹ h⁻¹) fue mayor para BA₃₀ que para BA₄₅. Los valores de qO₂ correspondientes a BFA se mantuvieron aproximadamente constantes durante los tres ciclos sucesivos en los que se incrementó la concentración de BFA. Sin embargo, los valores de qO₂ para la 4HAF, 4HBA y A4HB se incrementaron tanto con la concentración de sustrato como en cada uno de los ciclos sucesivos. Estos resultados indicarían un nuevo período de aclimatación de la biomasa ante la presencia de los mencionados compuestos. Los valores correspondientes al coeficiente de oxidación de los sustratos en estudio (Y_O/S, molO₂ molS⁻¹) fueron similares para los diferentes TRC. Además, la concentración inicial del sustrato estudiado tampoco afectó el valor de Y_O/S. Los valores medios de Y_O/S para BFA, 4HAF, 4HBA y A4HB fueron 10.21 ± 0.95, 5.34 ± 0.41, 3.79 ± 0.17 y 3.14 ± 0.30 molO₂ molS⁻¹, respectivamente. Considerando la reacción de oxidación total de cada uno de los sustratos y la ruta metabólica para la degradación microbiana aeróbica de BFA propuesta en literatura, los resultados sugieren que la oxidación de todos los sustratos en estudio se produce hasta compuestos que no presentan toxicidad.