El pasado día 25 de noviembre de 2022, Eduardo Beltrán Flores presentó la tesis titulada “Agricultural wastewater treatment by Trametes versicolor immobilized on wood in a rotating drum biorreactor” en la Escuela de Doctorado de la Universidad Autónoma de Barcelona (UAB). Esta tesis doctoral fue desarrollada en el marco del programa de doctorado de Ciencia y Tecnología Ambientales de la UAB y bajo la co-dirección de la Dra. Montserrat Sarrà y la Dra. Paqui Blánquez, del Departamento de Ingeniería Química, Biológica y Ambiental.
Los miembros del tribunal fueron:
- Presidenta: Maria Ángeles Sanromán Braga
- Secretario: Fernando Martínez Castillejo
- Vocal: M. Teresa de Jesus Simões Campos Tavares
Resumen
El deterioro de la calidad del agua por los contaminantes orgánicos persistentes (POPs, de sus siglas en inglés) es una preocupación mundial. Incluso a bajas concentraciones, estos compuestos suponen un riesgo toxicológico significativo para el ecosistema y la salud humana. Entre los POPs, los pesticidas siguen siendo indispensables para hacer frente a múltiples desafíos en todo el mundo, pero la mayoría de ellos no interactúan con la plaga objetivo y se diseminan en el agua y otros compartimentos ambientales, lo que puede desencadenar efectos perjudiciales en numerosos organismos. En respuesta a esta preocupación, la comunidad científica está investigando actualmente diferentes tecnologías para eliminar los pesticidas de los recursos hídricos. Entre otras alternativas, el tratamiento fúngico mediante hongos de pudrición blanca (WRF, de sus siglas en inglés) se ha convertido en una estrategia atractiva porque estos organismos presentan un sistema enzimático potente capaz de degradar una amplia gama de POPs, incluidos los pesticidas, y se considera un enfoque respetuoso con el medio ambiente y de bajo costo.
La presente tesis tiene como objetivo desarrollar un biorreactor fúngico utilizando Trametes versicolor inmovilizado sobre astillas de madera para eliminar pesticidas de aguas residuales agrícolas (AW, de sus siglas en inglés) en un tratamiento a largo plazo en condiciones no estériles.
En primer lugar, se instaló un biorreactor de tambor rotatorio (RDB, de sus siglas en inglés) para tratar AW dopada con diurón utilizando T. versicolor inmovilizado en astillas de madera de pino. Aunque se obtuvieron buenos resultados en cuanto a la eliminación de pesticidas, T. versicolor se desprendió progresivamente de la superficie de la madera. Posteriormente, se realizó otro estudio de biorremediación utilizando T. versicolor inmovilizado sobre astillas de madera de encina para eliminar dos pesticidas modelo (diurón y bentazona) en un reactor tipo columna. La sorción desempeñó un papel predominante en la eliminación de ambos pesticidas, lo que motivó un estudio de sorción exhaustivo. La madera contaminada con pesticidas fue tratada posteriormente por T. versicolor en un sistema sólido similar a una biopila.
En segundo lugar, AW dopada con diurón y bentazona fue tratada por T. versicolor inmovilizada sobre astillas de madera de encina en el RDB durante 225 días, optimizando algunos parámetros operativos para conseguir la consolidación de la biomasa fúngica en el reactor y unos rendimientos de eliminación prometedores.
Además, se realizó un estudio transversal para arrojar luz sobre algunas cuestiones clave sobre la biorremediación de hongos, incluyendo el efecto de limitar el nivel de oxígeno disuelto sobre la degradación de contaminantes, la cinética de crecimiento en la madera y la eliminación de materia orgánica por parte de T. versicolor.
Sobre la base de las experiencias y los conocimientos adquiridos, se aplicó el RDB para tratar el agua residual de lavado agrícola (RW, de sus siglas en inglés), comparando su rendimiento con el obtenido por un biorreactor fúngico bien establecido (biorreactor de lecho fluidizado) y una tecnología físico-química consolidada (ozonización). En este sentido, el RDB demostró ser la mejor opción entre los dos reactores fúngicos, mientras que el estudio comparativo entre el tratamiento fúngico y el de ozonización mostró que cada tecnología tenía sus propias ventajas y lograba mejores resultados según el parámetro estudiado. Además, se realizó un tren de tratamiento consistente en una primera etapa de biorremediación fúngica seguida de ozonización, en el que se combinaron sinérgicamente las ventajas de cada proceso para ofrecer una mayor flexibilidad en la relación entre la calidad del efluente y los costos de operación.
Por lo tanto, este estudio amplía el conocimiento sobre el tratamiento fúngico de pesticidas y propone una solución viable y prometedora a un problema real de contaminación agrícola.
