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Métodos fisicoquímicos y microbiológicos de detección y cuantificación


Enviado por   •  19 de Junio de 2022  •  Informes  •  3.370 Palabras (14 Páginas)  •  115 Visitas

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UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO[pic 1][pic 2]

FACULTAD DE CIENCIA E INGENIERÍA EN ALIMENTOS Y BIOTECNOLOGÍA

CARRERA DE BIOTECNOLOGIA

LABORATORIO DE BIOTECNOLOGIA AMBIENTAL

TEMA: Métodos fisicoquímicos y microbiológicos de detección y cuantificación.

  1. Objetivos
  1. Objetivo General
  • Analizar los diferentes métodos de detección y cuantificación de contaminantes a partir de fuentes bibliográficas con la finalidad de diferenciar cada metodología.  
  1. Objetivos Específicos
  • Determinar las características principales de los métodos analíticos en una tabla resumen para el análisis de diferentes contaminantes.
  • Comparar las metodologías, interferencias y parámetros de sensibilidad de los métodos de acuerdo con las normativas establecidas.
  1. Introducción

A lo largo del tiempo se han diseñado métodos y técnicas que permiten determinar la cuantificación y detección de poblaciones microbiológicas a través de herramientas biotecnológicas y microbiológicas, las mismas que utilizan la química de los organismos vivos por medio de la manipulación celular en el desarrollo de nuevos métodos para tratar contaminantes presentes en diversos lugares (Fernández Linares et al., 2006).

En base a los métodos de cuantificación es posible mencionar que son aquellos que facilitan el análisis del comportamiento microbiano en base a valores numéricos que conllevan a la identificación y el estudio del potencial benéfico o perjudicial de un microorganismo. De forma que es posible clasificar estos métodos en dos grupos que son directos e indirectos; en los directos se determina la cuantificación de microorganismos por medio de las observaciones a las células microbianas o en determinadas zonas de su estructura, a través de este método es posible determinar la cuantificación de biomasa viable en placas de recuento (Saletti-cuesta et al., 2020).

Mientras que los indirectos tienen su base en el estímulo de componentes celulares o a su vez en variaciones de biomasa, es así que dentro de estos es posible encontrar métodos gravimétricos y espectrofotométricos (Wati, 2019).

Es importante la medición de ciertos parámetros que denotan el nivel de contaminación, como el DBO que mide la cantidad de oxígeno que los microorganismos aerobios van a necesitar para la degradación de la materia orgánica presente en aguas residuales, similar al DQO que en cambio se enfoca en la medida de oxígeno consumido por compuestos que participan en reacciones de óxido - reducción. Por otra parte, los agentes microbianos que se encuentran en esta matriz, necesitan de una fuente de carbono para su crecimiento, parámetro determinado por el carbono orgánico total, que mide la cantidad de este compuesto en el agua y sedimentos (Arriola, 2012).

La presencia de contaminantes en el suelo agrícola puede afectar directamente a los cultivos y a la salud humana por su consumo, en este ámbito el Cromo es un elemento que puede llegar al suelo por actividades mineras, textiles, entre otras, donde dependiendo del tipo de planta cultivada, se puede dar una bioacumulación del metal, siendo perjudicial.

En el caso de los suelos industriales, pueden sufrir contaminación como consecuencia de actividades como la extracción y manipulación de combustibles fósiles, que pueden ser fuente de los hidrocarburos aromáticos policíclicos los cuales, al ser insolubles en agua, terminan siendo absorbidos por sedimentos presentes en los suelos, que contienen altos niveles de materia orgánica y es por ello también que su degradación resulta en un proceso largo y costoso. A su vez los hidrocarburos totales denotan el nivel de presencia de compuestos conformados elementalmente por hidrógeno y carbono, por lo que su determinación es de una manera general (Picheansoonthon et al., 1990).

La presencia de materia orgánica de origen animal y fuentes de nitrógeno y fósforo principalmente conlleva al desarrollo de bacterias, especialmente Escherichia Coli, donde su presencia es un indicador de contaminación del agua utilizada para el riego, principalmente por aguas servidas, viéndose afectado principalmente el ganado y las comunidades que consumen de esta fuente sin tratar. Sin embargo, la presencia de materia que puede participar como sustrato atrae el crecimiento de microorganismos aerobios que utilizan el oxígeno disuelto del agua para su metabolismo, entre los principales grupos de estos se encuentran los mesófilos, que son bacterias que pueden crecer a temperatura ambiente (25-40 °C), si la cloración del agua no se realiza adecuadamente pueden incorporarse al agua potable, siendo necesario hervirla por encima de los 65°C para eliminarlos (Nuria et al., 2006).

  1. Método
  1. Se ingresó al navegador  
  1. Se investigó en fuentes de información como son Science direct, Elsevier, Scopus, Scholar Google, Elibro, Pubmed, AOAC, EPA, ISO. 
  1. Se ingresó las palabras clave “Métodos de detección y cuantificación, Limites, Carbono total, DQO y DBO, Cromo en suelos, Hidrocarcburos aromáticos, Aerobio totales, Escherinchia coli en agua residual, Hidrocarburos totales” en el buscador. 
  1. Se encontró la información en artículos científicos publicados. 
  1. Se verificó el año de la publicación para la actualidad de la información.  
  1. Se realizó una tabla de comparación de los métodos de detección y cuantificación de contaminantes
  1. Se estableció una discusión en base a la tabla comparativa.  

  1. Resultados

Tabla 1. Resumen de los métodos analíticos.

Contaminante

Método Analítico

Nombre del método

Normativa

Límite de detección

Metodología

Interferencias

Referencia

DBO y DQO en aguas residuales.

Fisicoquímico

Reflujo cerrado

ASTM D1252-06 (2012)

0.18mg O2/L

  1. Medir el volumen de la muestra.
  2. Adicionar reactivo de digestión.
  3. Preparar el digestor antes de colocar los tubos.
  4. Colocar los tubos y retirarlos en dos horas.
  5. Enfriar la muestra y obtener la curva de calibración.
  6. Calcular el DQO.

-Los haluros pueden interferir en la reacción de dicromato.

-Las especies inorgánicas reducidas.

-El peróxido de hidrógeno.

(Martinez et al., 2007)

Carbono orgánico total en aguas residuales.

Químico Analítico

Carbono Orgánico No Purgado (CONP)

UNE-EN 1484:1998.

0.517 mg/L de C

  1. Pesar de manera exacta KC8H5O4 (Hidrogenoftalato de potasio).
  2. Diluir y aforar hasta un litro.
  3. Prepara una solución de C y elaborar una curva de calibración.
  4. Cuantificar el CONP.
  5. A partir del CONP determinar el COT por media directa.

-Existe más carbono inorgánico que carbono orgánico total en las aguas.

-La parte purgable se da en condiciones específicas y el equipo que se usa.

(Chamorro Bolaños et al., 2010)

Cromo en suelos agrícolas.

Microbiológico

Espectrofotómetro de absorción atómica

EPA-905

0.015 mg. / kg

  1. Aislar cepas bacterianas del suelo contaminado con cromo muestra mediante dilución en serie y agar nutritivo.
  2. Identificación de microbios a partir de muestras de suelo.
  3. Mezclar las ampollas del suelo seco con 10 ml de la mezcla de diádicos.
  4. Calibrar el dispositivo mediante el método de la curva estándar.
  5. Determinar la concentración de Cromo con un espectrofotómetro de absorción atómica.

-Puede producir interferencias químicas y esto es causado por la disociación incompleta de la molécula formada o formación de una sal difícil de fundir.

(Kumar Ahirwar Mahatma Gandhi Chitrakoot Gramoday Vishwavidyalaya et al., 2015)

Hidrocarburos aromáticos policíclicos en suelos industriales.

 Fisicoquímico

HPLC

EPA

3550A

0.25-2 ug / l.

  1. Centrifugar la muestra solida obtenido del sedimento.
  2. Extraer la muestra con diclorometano.
  3. Centrifugar la solución a 9000 rpm.
  4. Medir la masa neta del sedimento muestreado.
  5. Añadir acetonitrilo.
  6. Medir mediante HPLC.

-Los medios de purificación y las resinas deben ser de calidad semiconductora.

-Los picos fantasmas han presentado problemas en las longitudes de onda más bajas, como 210 nm.

(Kim et al., 2001)

Escherichia coli en aguas de riego.

Microbiológico

Filtración por membrana

UNE-EN ISO 9308-1:2014

10 a 100 UFC/litro

  1. Colocar una muestra de agua que atraviese por medio del filtro.
  2. Transferir las bacterias acumuladas a un medio sólido.
  3. Cálculo de UFC.

Posibles falsos positivos debido a:

-Mal lavado del material.

-Errores en la esterilización-Mal proceso en el cultivo.

(Armengol, 2017)

Aerobios totales mesófilos en agua potable

Fisicoquímico

Cromatografía de Gases acoplada a Espectrometría de Masas (GC/MS)

ISO/IEC 17025

2 fg

  1. Selección del microorganismos, asilamiento y mantenimiento.
  2. Preparación e incubación del matraz de agitación y placa de Agar.
  3. Preparación de películas poliméricas y pérdida de peso.
  4. Análisis de muestras de medios de crecimiento
  5. Cromatografía de gases: ajuste de las características (temperatura, tiempo y volumen).
  6. Identificación de compuestos con GC – MS.

El cromatograma permite visualizar muchos picos, entre ellos puede haber varios muy cercanos, haciendo dudar de los resultados.

(Trinh et al., 2008)

Hidrocarburos totales en suelos no agrícolas.

Fisicoquímico.

Electroscopía de infrarrojo (IR) método 8440

ISO 14015:2001

Decreto 1215: 2010

10 a 600 mg/kg-1

  1. Suspender la muestra en diclorometano.
  2. Adicionar tetracloroetileno.
  3. Colocar la muestra en una celda de cuarzo e introducir en el espectrofotómetro de infrarrojo y realizar una medición de las muestras.

Los enlaces de C-H que no son provenientes del petróleo como lípidos y ácidos grasos de la materia orgánica que se encuentra en el suelo puede alterar los valores de HTPs, puesto que incrementa notablemente los valores reales.

(Fernández Linares et al., 2006)

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