ESTUDIO DE ADSORCIÓN DE GLICEROL ACUOSO EN SEDIMIENTOS DEL RÍO OISE, FRANCIA Y ANÁLISIS DEL EFECTO DE CONTAMINANTES ORGÁNICOS A NIVEL MICROBIOLÓGICO

La investigación realizada forma parte de un proyecto multidisciplinario entre la UTC (Université de Technologie de Compiègne), la ESCOM (Ecole Supérieure de Chimie Organique et Minérale) y el INERIS (Institut National Environnement Industriel et Risques), que busca encontrar herramientas de análisis para predecir el impacto de moléculas orgánicas provenientes de la industria de la bio-refinería en los sedimentos del río Oise, en la ciudad de Compiègne, Francia.Para describir el comportamiento de los contaminantes en los sedimentos del río, se escogió un contaminante asociado a la industria del biodiesel, la molécula seleccionada fue el glicerol, principal co-producto de la producción de biodiesel. La medición de concentraciones de glicerol se realizó a través de un método rápido y fuera de línea, combinando dos reacciones que producen un colorante amarillo, 3,5-diacetil-1,4-dihidrolutidine (DDL), cuya absorbancia se puede medir utilizando un espectrofotómetro.En la construcción de los experimentos de adsorción también se analizó la capacidad de esterilización de dos métodos, la esterilización por autoclave y la esterilización utilizando radiación UV, en donde, la esterilización por autoclave arrojó mejores resultados que la esterilización por radiación UV, siendo comprobado por el nulo crecimiento de bacterias a través del conteo de UFC (unidades formadoras de colonias) y la baja reducción del agente de viabilidad celular PrestoBlueTM.Se realizaron tres experimentos para describir la adsorción del glicerol hacia los sedimentos del río Oise. El primer experimento, con concentración inicial de glicerol de 0,1 [mol/L], presentó errores significativos entre las muestras debido a la sensibilidad del DDL, pero sí mostró las primeras diferencias entre la adsorción con sedimentos de río esterilizados (abiótico) y aquellos no sometidos a esterilización (bióticos), donde la reducción de glicerol alcanza un 60% en condiciones bióticas. Para el desarrollo del segundo experimento se disminuyó en 90% la concentración inicial de glicerol acuoso (0,01 [mol/L]), considerando una recuperación apropiada desde las líneas productivas de biodiesel y, además, una disminución de los errores de las muestras aumentando la sensibilidad de la medición de DDL. Los resultados de este experimento pudieron comprobar el impacto positivo que tiene la presencia de componentes bióticos en los sedimentos del río Oise.El último experimento de adsorción se desarrolló con un set de matraces, con distintas concentraciones iniciales y con tres disposiciones de sedimentos de río, sedimentos esterilizados, sedimentos con componentes bióticos y un extracto de bacterias de los sedimentos, donde se verificó la idea de que la adsorción biótica es más rápida y de mayor proporción que en las otras disposiciones de los sedimentos del río. Los modelos de isotermas de adsorción desarrollados fueron el modelo de Langmuir y el modelo de Freundlich, en donde el primero presentó menores errores y mayor correlación con los datos obtenidos de forma experimental, esto quiere decir, que la energía de adsorción no depende del grado de ocupación de las partículas y que el glicerol es utilizado como fuente de carbono para el componente biótico de los sedimentos del río. Se analizaron además, dos modelos de biosorción, de primer y segundo orden. Ambos mostraron buenos resultados con respecto a las mediciones experimentales, pero el modelo más complejo, de segundo orden, refleja mejor las condiciones de adsorción de los sedimentos bióticos.En el ámbito del estudio de secuencias del gen 16S rRNA, para análisis taxonómicos de las bacterias provenientes de los sedimentos del río Oise, se encontró un aumento de la presencia de Cianobacterias (21,4%) y una disminución del filo Bacteroidetes (11,3%). El crecimiento de Cianobacterias puede generar impactos negativos en el ecosistema del río, sin embargo, es necesario un estudio más exhaustivo para determinar qué tipo de impacto existe y la toxina relacionada a la bacteria. En el caso de la disminución de Bacteroidetes, se puede considerar como un beneficio, debido a que este filo de bacterias suelen actuar como patógenos.
 The present research was part of a multidisciplinary project between the UTC (Université de Technologie de Compiègne), the ESCOM (Ecole Supérieure de Chimie Organique et Minérale) and INERIS (Institut National Environnement Industriel et Risques) that has as an objetive to find analysis tools to predict the impact of organic molecules produce by the biorefinery industry in the sediments of the Oise river, in the city of Compiègne, France.To describe the behavior of contaminants in the sediments of the river, a contaminant was chosen associated to the biodiesel industry, the molecule selected was glycerol, principal coproduct in the production of biodiesel. The measure of glycerol’s concentrations was made using a fast and off-line method, combining two reactions that produces a yellow contaminant, which absorbance can be measure using a spectrophotometer.In the development of the adsorption’s experiments, two methods of sterilization of soil sediments were analyzed, sterilization by autoclave and using UV radiation, where the sterilization using autoclave showed better results, checked by the null growth of bacteria through the CFU counting (colony-forming units) and the low reduction of the agent of cellular viability PrestoBlueTM.Three experiments were developed to describe the adsorption of glycerol into the soil sediments of Oise River. The first experiment, with an initial concentration of 0,1 [mol/L] presented significantly errors between the samples due to the DDL’s sensibility, but it did show the firsts differences between the adsorption with sterilized soil sediments (abiotic) and those not sterilized (biotic), where the glycerol’s reduction reaches a 60% in biotic conditions. For the development of the second experiment the initial concentration of glycerol was reduced in 90%, considering an appropriated recuperation from the biodiesel production and besides a reduction of the sample’s errors increasing the sensibility of DDL measure. The results of this experiment were able to check the positive impact that the biotic compound has on the adsorption. The last experiment of adsorption was developed with a set of flasks with different initial concentrations and with three soil sediments disposition, soil with biotic compound, sterilized soil and an extract of bacteria, were the idea that biotic adsorption is faster and with a bigger proportion that in others soils disposition. The adsorption models developed were the Langmuir model and the Freundlich model, were the first presented minor errors and bigger correlation with experimental data, which means, that the adsorption energy does not depend on the occupation of the particles. Also, two models of bio-sorption were analyzed, first and second order. Both showed good results comparing with the experimental data, but the complex model, second order, shows better conditions of adsorption in the biotic sediments.In the field of the study of sequences of the gen 16S rRNA for the taxonomic analysis of the bacteria coming from the Oise River was found an increase of the presence of Cianobacteria (21,4%) and a diminution of the phylum Bacteroidetes (11,3%). The growth of Cianobacteria can cause negative impacts in the river’s ecosystems, however is necessary to have a deeper studies of the impact and the toxine related to the bacteria. In the case of the diminution of Bacteroidetes, it can be considered as a benefit due that the bacteria from this phylum acts like a pathogen in most cases.