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Uso de allium cepa test como indicador de eficacia para el tratamiento de efluentes.

Introduccion

El test de Allium cepa es de utilidad para conducir investigaciones sobre aguas, ya sean de consumo humano, de depositos municipales, aguas superficiales o subterraneas, efluentes cloacales u otras. El Programa Internacional de Bioensayos Vegetales, La Real Academia Sueca de las Ciencias y el GENE--TOX PROGRAM, entre otros, alientan su uso como bioindicador para ensayos de biotoxicidad y genotoxicidad. (Firbas, 2011).

Cuando un bulbo de la variedad de cebolla Allium sp. se rehidrata se produce una estimulacion del crecimiento de las celulas, lo cual permite la elongacion de las raices de la planta. Sin embargo, cuando la hidratacion se lleva a cabo en presencia de sustancias toxicas, la division celular de los meristemos radiculares puede inhibirse, ya sea retardando el proceso de mitosis o destruyendo las celulas. Este tipo de alteraciones generalmente impide el crecimiento normal de la raiz, y por tanto su elongacion. El efecto puede determinarse en forma indirecta, mediante la comparacion de la elongacion de las raices de los bulbos expuestos al compuesto toxico contra la de bulbos no expuestos. La cuantificacion del efecto se realiza estableciendo el porcentaje de inhibicion del crecimiento (%IC) de las raices expuestas al toxico respecto a la longitud promedio de las raices del control. (Diaz Baez et al.; 2004).

La importancia del Allium cepa test radica en que es un excelente modelo de ensayo in vivo, donde es posible evaluar el dano producido por una sustancia o solucion de interes sobre el crecimiento de las raices y sobre el ADN vegetal. Es ventajoso el uso del Allium cepa test por emplearse como indicador una planta vascular, que permite configurar un modelo excelente para realizar ensayos sobre sustancias contaminantes, mutagenicas o cancerigenas cuyos datos pueden ser extrapolados a toda la biodiversidad de plantas y animales. (Bosio Tedesco et al., 2012).

Objetivos de la experiencia

Cuando los vertidos liquidos de una industria se descargan a un conducto pluvial o a la red cloacal general, la probabilidad de que estos efluentes terminen en un curso de agua superficial o subterranea es muy alta. La disminucion o eliminacion total de la biotoxicidad de estos efluentes antes de su descarte es de vital importancia para prevenir impactos negativos sobre la biodiversidad del ecosistema que recibe los vertidos. La experiencia se llevo a cabo con el objetivo de evaluar si es posible utilizar el Allium cepa test como herramienta para determinar la eficacia de los tratamientos realizados sobre los efluentes industriales con el fin de disminuir su biotoxicidad.

Materiales y metodos

Para llevar adelante la experiencia se tomaron muestras de efluentes en dos industrias del rubro laboratorio farmaceutico veterinario. En ambos casos se tomaron dos muestras de efluentes: antes de ser sometidos al tratamiento y despues de ser sometidos al tratamiento. Se realizo el Allium cepa test sobre las muestras de efluentes concentrados tratados y sin tratar y sobre sus sus diluciones acuosas 1:2 y 1:10. Como medio de control se utilizo agua del grifo, cuya calidad se considera no toxica y totalmente inofensiva hacia el ambiente, en caso de ser descartada en el sistema cloacal.

Los ensayos y el control se llevaron a cabo por duplicado. Como parametro de evaluacion se utilizo la elongacion de las raices desarrolladas durante 96 horas a partir del momento de la puesta en contacto de los bulbos con los distintos medios de crecimiento. Durante el periodo de crecimiento de las raices el laboratorio estuvo iluminado con luz natural indirecta y la temperatura se mantuvo en el rango de los 20-25[grados]C.

Se sembraron bulbos de 5 cm de diametro de la familia Amaryllidaceae como se observa en la Imagen 1.

Los discos caulinares de estos bulbos, antes de la siembra, deben estar libres de raices desarrolladas. En caso de existir alguna, se la debe cortar al nivel del disco. El sistema radicular de los bulbos esta formado por numerosas raicillas de longitud variable, fasciculadas, blanquecinas y poco profundas, que se desarrollaran a partir del disco caulinar, en contacto con los distintos medios de cultivo, como se puede ver en la Imagen 2. (Rothman, 2008). Luego de transcurridas las 96 horas, las raicillas desarrolladas se cortaron a nivel del disco. Se midio la longitud de cada una de ellas utilizando reglas metalicas de precision con resolucion 0,5 mm.

Los establecimientos en los que se tomaron las muestras seran denominados en adelante Establecimiento 1 (E1) y Establecimiento 2 (E2), por razones de confidencialidad. A continuacion se detallan algunas caracteristicas de cada uno de los establecimientos.

E1: Laboratorio de elaboracion de productos biologicos, vacunas, productos terapeuticos y farmacologicos para pequenos y grandes animales. Localizado en la zona Oeste de la Ciudad de Buenos Aires (barrio de Mataderos). Los residuos biologicos se tercerizan para su tratamiento, derivandolos a una planta de tratamiento especializado. Los efluentes que se vuelcan a la red cloacal general luego de su tratamiento, son los que provienen de limpieza del establecimiento, de maquinarias y otros usos generales. Estos efluentes son volcados en un tanque de deposito especial, donde son aireados y tratados con hipoclorito de sodio. Luego se vuelcan a la red general. Se tomaron muestras de los efluentes antes y despues de pasar por el tanque de tratamiento.

E2: Laboratorio de elaboracion de vacunas, reactivos y antigenos de diagnostico veterinario. Ubicado en la zona de Pilar. Los efluentes pasan por sedimentadores primarios y secundarios con puente barredor para el descarte de lodos. Se tomaron muestras de los efluentes antes del tratamiento y a la salida del puente. Al igual que en el caso anterior, los residuos biologicos se tercerizan para su tratamiento.

Resultados

La Tabla 1 contiene la descripcion de muestras analizadas en referencia al establecimiento E1.

Los resultados del test aplicado a las muestras de E1, se resumen en la Tabla 2.

La Tabla 3 contiene la descripcion de muestras analizadas en referencia al establecimiento E2.

Los resultados del test aplicado a las muestras de E2, se resumen en la Tabla 4.

Analisis de resultados

A. Establecimiento E1

De acuerdo con los resultados obtenidos para el establecimiento E1 podemos determinar que el tratamiento aplicado a los efluentes ha demostrado un efecto contrario al esperado. Como respuesta al tratamiento se observa un incremento de la biotoxicidad, dada la menor elongacion de las raices desarrolladas en los efluentes tratados y/o sus diluciones respecto de la elongacion observada por las raices desarrolladas en las muestras de efluentes sin tratar y sus diluciones. Este incremento de la biotoxicidad puede atribuirse al agregado del hipoclorito de sodio durante el tratamiento. Al analizar los %IC (% de Inhibicion del Crecimiento) y demas resultados del test (Tabla 2), observamos que en el caso de esta industria, la dilucion al medio con agua del grifo de los efluentes resultaria ser mas efectiva para disminuir la biotoxicidad de los vertidos que el tratamiento aplicado.

B. Establecimiento E2

Los resultados de los ensayos de Allium Cepa test llevados adelante en los efluentes tratados y sin tratar de este establecimiento muestran que el tratamiento aplicado tiene la capacidad de disminuir la biotoxicidad de sus vertidos, si bien no la elimina completamente. Los efluentes tratados concentrados siguen presentando un nivel de %IC importante, cuya disminucion se favorece al complementar el tratamiento con la dilucion. Mientras que en los efluentes sin tratar del E2 la dilucion parece tener un efecto inhibidor del crecimiento cada vez mayor, la dilucion de los efluentes tratados revierte esa tendencia, mostrando que a mayor dilucion del efluente tratado menor %IC.

Conclusion

Los resultados obtenidos a partir de la aplicacion del test de Allium cepa nos ha permitido evaluar la eficacia para disminuir la biotoxicidad que tuvieron los tratamientos aplicados a los efluentes de estos dos establecimientos.

Nuestra conclusion es que es posible utilizar el test como indicador de eficacia en el tratamiento de vertidos liquidos industriales.

En el caso de un establecimiento que analiza la posibilidad de elegir entre una modalidad de tratamiento u otra, este test puede aportar valiosa informacion sobre la efectividad de disminucion de la biotoxicidad de las alternativas propuestas.

La realizacion de una correcta evaluacion de la efectividad de los procesos aplicados permitira mejorar el diseno del tratamiento, muchas veces con ahorro de recursos economicos y optimizacion de los resultados ambientales.

Agradecimientos

Los autores queremos agradecer especialmente a los alumnos de la Facultad de Ingenieria de la Universidad de Palermo que tan eficientemente colaboraron en la realizacion de los aspectos experimentales del trabajo: Alexis Beltran, Sofia Carneglia, Mauricio de la Cruz y Nicolas Diaz.

Fuentes consultadas

Firbas, P. (2011), Test Report for Flaska, consultado el 27 de agosto de 2015 en http://www.flaska.si/files/original/756.pdf

Diaz Baez, M. C.; Ronco, A. y Pica granados, Y., (2004), Ensayos toxicologicos y metodos de evaluacion de calidad de aguas. Estandarizacion, intercalibracion, resultados y aplicaciones. G. Castillo (Ed.). IDRC, IMTA, Canada.

Solange Bosio Tedesco and Haywood Dail Laughinghouse IV (2012). Cebolla Allium cepa, Environmental Contamination, Dr. Jatin Srivastava (Ed.), ISBN: 978-953-51-0120-8, InTech, Consultado el 2 de marzo de 2016 en: http:// www.intechopen.com/books/environmental-contamination/bioindicator-ofgenotoxicitythe-allium-cepa-test

Rothman, S. y Dondo G., (2008), Cebolla Allium cepa, Catedra de Horticultura, Departamento produccion vegetal, Facultad de ciencias agropecuarias, Universidad nacional de Entre Rios. Consultado el 20 de abril de 2016 en: http://web.archive.org/web/20131105022125/http://www.fca.uner.edu.ar/ academicas/deptos/catedras/horticultura/cebolla.pdf

Estela Monica Lopez Sardi, (i) Beatriz Noemi Garcia, (ii) Victoria Larroude, (iii) Ricardo Picicelli, (iv) Carla Yanina Reynoso (v) y Erica Ramirez Martinez (vi)

(i) Profesora Titular de Quimica General e Investigadora de la Facultad de Ingenieria, Universidad de Palermo.

(ii) Profesora Titular de Quimica General II e Investigadora de la Facultad del Ejercito. Universidad de la Defensa Nacional.

(iii) Jefe de Trabajos Practicos de Quimica General e Investigadora de la Facultad de Ingenieria, Universidad de Palermo.

(iv) Profesor de Fisica II e Investigador de la Facultad del Ejercito. Universidad de la Defensa Nacional. Profesor Fisica A y B de la Facultad de Ingenieria, Universidad de Palermo.

(v) Jefe de Trabajos Practicos de Quimica General I e Investigadora de la Facultad del Ejercito. Universidad de la Defensa Nacional.

(vi) Investigadora de la Facultad del Ejercito. Universidad de la Defensa Nacional.

Leyenda: Imagen 1. Allium cepa test: Siembra de bulbos de la familia Amaryllidaceae.

Leyenda: Imagen 2. Allium cepa test: elongacion de raices.
Tabla 1. Descripcion de muestras de E1.

MUESTRAS E1

1. Control de agua potable del grifo

2.- Efluentes sin tratar concentrados

3.- Efluentes sin tratar dilucion 1:2

4.- Efluentes sin tratar dilucion 1:10

5.- Efluentes tratados concentrados

6.- Efluentes tratados dilucion 1:2

7.- Efluentes tratados dilucion 1:10

Tabla 2. Resultados obtenidos del Allium cepa test sobre las
muestras de E1.

MUESTRA       1             2             3             4

MIN           1,2           1             1,6           1,7
MAX           10            6,3           9,8           8,6
RANGO         8,8           5,3           8,2           6,9
MEDIA         6,49574468    3,17647059    5,71325301    5,915625
%IC           0             51,1          12,05         8,93
MODO          6             2,5           4,4           6,5
MEDIANA       6,3           3             5,8           6,5
DESVIO M      2,7016064     1,37529462    1,90056289    1,72460549
DESVIO POB    2,67271139    1,36174459    1,88907902    1,69744466

MUESTRA       5             6        7

MIN           1,5           1        1
MAX           2,1           1        4,9
RANGO         0,6           0        3,9
MEDIA         1,85714286    1        2,78627451
%IC           71,41         84,61    57,11
MODO          1,9           1        3,3
MEDIANA       1,9           1        2,9
DESVIO M      0,22253946    0        0,90443786
DESVIO POB    0,2060315     0        0,895526925

Tabla 3. Descripcion de muestras de E2.

MUESTRAS E2

1.- Control de agua potable del grifo

2.- Efluentes sin tratar concentrados

3.- Efluentes sin tratar dilucion 1:2

4.- Efluentes sin tratar dilucion 1:10

5.- Efluentes tratados concentrados

6.- Efluentes tratados dilucion 1:2

7.- Efluentes tratados dilucion 1:10

Tabla 4. Resultados obtenidos del Allium cepa test sobre las
muestras de E2.

MUESTRA       1             2             3             4

MIN           1,2           0,5           1             1
MAX           10            6             5,8           6,2
RANGO         8,8           5,5           4,8           5,2
MEDIA         6,49574468    3,58          3,49111111    2,98688525
%IC           0             44,89         46,25         54,02
MODO          6             1,2           3,5           1
MEDIANA       6,3           3,8           3,9           3
DESVIO M      2,7016064     1,75102087    1,44030019    1,39707736
DESVIO POB    2,67271139    1,73502947    1,42420695    1,38557858

MUESTRA       5             6             7

MIN           0,5           0,5           1,5
MAX           9,3           7,5           8,1
RANGO                       8,8           6,6
MEDIA         4,07272727    4,57816092    4,88269231
%IC           37,3          29,52         24,83
MODO          -             1             6,2
MEDIANA       4,1           5,3           5,4
DESVIO M      2,59893418    2,08518725    1,92371385
DESVIO POB    2,53918058    2,07316878    1,9051268
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Author:Sardi, Estela Monica Lopez; Garcia, Beatriz Noemi; Larroude, Victoria; Picicelli, Ricardo; Reynoso,
Publication:Ciencia y Tecnologia
Date:Jan 1, 2016
Words:2285
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