Universidad Nacional Autónoma de México Facultad de Estudios Superiores Iztacala

1. Universidad Nacional Autónoma de México Facultad de Estudios Superiores Iztacala Metodología Científica III “Evaluación de la absorción de metales pesados por fitorremediación en aguas residuales utilizando Amaranthushybridusmediante un sistema de humedal”. Cruz Olmos Sandra Llamas Franco Yago S. Maldonado González Gabriel M. Noriega Hidalgo Roberto D. Verdín Flores Jessica S. Villegas Macedo Angélica Y.

2. AGUAS RESIDUALES • Cuerpos de agua contaminados por heces fecales, orina y subproductos de la actividad humana ORGÁNICOS INORGÁNICOS 99.9% de agua y un 0.1% de sólidos N, P, cloruros, carbonatos, sulfuros y metales pesados (Fe, Cd, Cr, Cu, Hg o Zn) • Tóxicos o venenosos • Componentes Carcinógenos • Estrés oxidativo

3. ESTRÉS OXIDATIVO • Efecto tóxico por especies químicas altamente reactivas producidas durante la reducción del oxígeno molecular en los organismos aerobios, que pueden ser o no radicales libres • Causa: • inactivación de enzimas • blanqueo de pigmentos • peroxidación de lípidos • degradación de proteínas

4. USO DEL AGUA • En México, una de las grandes problemáticas es la disponibilidad y contaminación y demanda en los usos del agua. • Tratamiento de aguas residuales • Los costos elevados, tratamiento y conducción al lugar de rehúso • Alternativa factible: FITOREMEDIACIÓN

5. FITOREMEDIACIÓN Plantas como filtros biológicos Hiperacumuladoras de MP • Suelo • Agua (utilizando humedales) Fijándolos a • Remover • Transferir • Estabilizar • Concentrar • Destruir los contaminantes Raíces Tallos Fitoextracción Rizofiltración

6. Actualmente se conocen 400 especies repartidas en 45 familias , siendo la familia Brassicaceae y Fabaceae las que cuentan con más especies hiperacumuladoras. Amaranthusretroflexuses capaz de acumular cesio 137, el cual es radiactivo y muy peligroso. Arabidopsisthaliana es capaz de acumular cobre y zinc en grandes cantidades. Helianthusannuuses capaz de absorber grandes cantidades de uranio del suelo.

7. AmaranthushybridusL. Es una especie de la familia de las Amaranthaceae, originaria de México la cual está considerada como una maleza de follaje comestible. Esta planta es altamente competitiva, presentando como rasgo más llamativo el ser hiperacumuladora.

8. Humedales artificiales Los HA se definen como sistemas que simulan una zona de transición entre el ambiente terrestre y el acuático, pero que son específicamente construidos para el tratamiento de aguas residuales bajo condiciones controladas de ubicación, dimensionamiento y capacidad de tratamiento.

9. ANTECEDENTES

10. Objetivos • GENERAL • Evaluar la absorción de metales pesados en Amaranthushybridus. • PARTICULARES • Cuantificar la absorción de plomo y cadmio en raíz y parte aérea. • Evaluar el estrés oxidativo causado por las aguas residuales en Amaranthushybridus. • Evaluar la calidad del agua residual por tratamiento con humedales

11. Materiales y método Análisis del agua

12. Determinación del oxígeno disuelto (OD) del agua.

13. Demanda biológica de oxígeno Se realizará por la técnica de DBO de 5 días, que consiste en llenar un frasco con muestra cerrado a temperatura establecida por 5 días. Al inicio y al final de la prueba se medirá el OD. La DBO se determina mediante la diferencia entre el OD inicial y el final.

14. Material Vegetal

15. Determinación de Metales pesados en el material vegetal Parte subterránea Parte aérea Se digerirá con una mezcla HCl: HNO3: HClO4 (5:3:2). Se cuantificaran los metales pesados por la técnica de Espectrofotometría de absorción atómica.

16. Homogeneizado 0,1 g de peso fresco de la planta en 10 ml de acetona al 80% por 2 min en oscuridad. Cuantificación de clorofilas y Carotenoides Se centrifugara a 3000 rpm durante 15 minutos en tubos protegidos de la luz. 0,2 ml del sobrenadante + 2 ml de acetona al 80% y se agitara. La concentración de clorofilas : fórmulas de Lichtenthaler para acetona al 80%. Medición absorbancia a 663 (Ch a), 646 (Ch b) y 470 nm (carotenoides), empleándose como blanco la acetona al 80%

17. DETERMINACIÓN PERÓXIDO 500 mg de hoja Homogeneizar en frío TCA 0.1% centrifugar y 1000 rpm por 15 min Tomar 0.5 sobrenadante añadirle Medir absorbancia a 390 nm. posteriormente 0.5 buffer fosfatos 10mM pH 7.0 y 1mL de KI Por último Realizar cálculos con Curva estándar

18. EXTRACCIÓN PEROXIDASA Macerar 0.1 g Extracción enzimática con 2mL de un buffer de fosfatos 50mM pH 7.8 0.1 mM de EDTA y Se centrifugará a 10,000 rpm por 20 min. posteriormente 1% de PVPP

19. CUANTIFICACIÓN DE PEROXIDASA 200µL mezcla de reactivos (440µL guaiacol 0.05% y 10mM H2O2) 20 μL Extracto crudo y Temperatura ambiente Se incubara durante 10 minutos posteriormente Se medirá absorbancia a 450 nm

20. ACTIVIDAD ENZIMATICA CATALASA Extracción enzimática Utilizaran 0.5 g. de hojas con y 5 ml. de buffer fosfatos con pH7 50mg. de polivinilpirridiona luego Se centrifugará a 11,000 rpm por 11 min. posteriormente Macerar a 4°C Por ultimo Se tomará el sobrenadante

21. CUANTIFICACIÓN DE CATALASA 300µM. De buffer fosfatos con pH 6.8 Se prepararan 5 ml. de la mezcla de reacción que contiene también 100 µM H2O2 Se agregara 1 ml. de la enzima diluido 1:20 (v/v) Por ultimo posteriormente Se incubara a por 1min. A temperatura constante a 25°C Detener la reacción se agregara 10 ml de H2SO4 al 2 % (v/v) Titular el H2O2 para para Fue con Obtener una coloración purpura que dure al menos 15 s. Una solución de KMnO4 (0.2 M) hasta

22. Preparación de las muestras: Se recolectarán muestras de los humedales antes de iniciar el tratamiento, durante la segunda semana, y al finalizar el tratamiento. Cuantificación de carbohidratos Ebullir por 10 minutos 1g de hojas y 1g de raíz 10 ml de etanol al 80% Aforar a 10 ml

23. Azúcares reductores por el método de Nelson Somogy

24. Cuantificación de almidón por método de Antrona

25. Azucares totales por el método de Antrona

26. Cuantificación de fitoquelatinas 5 g de la muestra se macerará y se lavará con 150ml solución EDTA/Pb en relación molar 12. Reposarán con 10 ml de HNO3 por una noche. Se cuantificarán las fitoquelatinas y metalotioninas por la técnica de espectrofotómetría de absorción atómica. Posteriormente se digerirán a 150° C por 60 minutos hasta la desaparición de vapores pardos.

27. GRACIAS POR SU ATENCIÓN!!