Mecanismos de eliminación de hidrocarburos aromáticos policíclicos en el carbón biológico y sus efectos en el crecimiento de las plantas

Área de la Ciencia:

• Ciencias del medio ambiente
• Ciencias del suelo
• Biotecnología

Sus antecedentes:

• La producción de biocarbón puede generar hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP), que representan riesgos para el medio ambiente y la salud.
• La investigación se ha centrado en la eficiencia de la eliminación de los HAP, con una comprensión limitada de los mecanismos y los impactos en el crecimiento de las plantas.
• El lodo de las aguas residuales, el estiércol de cerdo y los granos de los destiladores se pirolizaron para crear biocarbón.

Objetivo del estudio:

• Investigar los mecanismos de eliminación de los HAP en el biocarbón mediante tratamientos térmicos, de lavado con agua e hidrotermales.
• Evaluar el impacto del biochar tratado en el crecimiento de las plántulas de frijol mung y en las respuestas fisiológicas.
• Determinar el tratamiento más eficaz para la utilización segura del biocarburante.

Principales métodos:

• Preparación de carbón biológico mediante pirólisis a 300, 500 y 600 °C.
• Aplicación de tratamientos térmicos, de lavado con agua e hidrotermales al biocarbón.
• Análisis de las tasas y mecanismos de eliminación de los HAP (interacción hidrofóbica, desorción térmica).
• Evaluación de la germinación del frijol mung, el contenido de malondialdehído y las actividades de las enzimas antioxidantes (SOD, POD, CAT).

Principales resultados:

• El tratamiento hidrotermal logró las tasas de eliminación de HAP más altas (36,79%-86,09%), especialmente en el biocarbón de los lodos (86,09% a 300 °C).
• El tratamiento térmico mostró una alta eficiencia (80,00%-89,90%), mientras que el lavado con agua fue menos eficaz (19,15%-72,40%).
• El biochar tratado redujo el malondialdehído y aumentó la actividad de la enzima antioxidante en las plántulas de frijol mung.
• El biocarbón de lodo sometido a tratamiento hidrotermal promovió significativamente el crecimiento de los frijoles.

Conclusiones:

• El tratamiento hidrotermal es un método superior para eliminar los HAP del biocarbón.
• Los mecanismos de eliminación de los HAP implican el debilitamiento de las interacciones hidrofóbicas y la desorción térmica.
• El biocarbón tratado, especialmente de los lodos mediante tratamiento hidrotermal, mejora el crecimiento de las plantas y ofrece una vía de utilización segura.