{"id":36072,"date":"2023-02-16T08:40:50","date_gmt":"2023-02-16T08:40:50","guid":{"rendered":"https:\/\/mineralmilling.com\/carbon-activado-material-biologico\/"},"modified":"2024-09-18T14:09:35","modified_gmt":"2024-09-18T12:09:35","slug":"carbon-activado-material-biologico","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/mineralmilling.com\/es\/carbon-activado-material-biologico\/","title":{"rendered":"Carb\u00f3n activado: material biol\u00f3gico"},"content":{"rendered":"\n

\n\tCarb\u00f3n activado: material biol\u00f3gico\n\t<\/h2>\n\tEs ampliamente conocido que el resultado de ciertos materiales biol\u00f3gicos que entran o persisten en el suministro de agua: enfermedad. Hecho m\u00e1s f\u00e1cil de eliminar mediante el uso de filtraci\u00f3n de carb\u00f3n activado, este tercer art\u00edculo de una serie de
\n carb\u00f3n activado para la purificaci\u00f3n de agua<\/a>
\n<\/u>, analiza precisamente eso. Los suministros de agua potable limpia son esenciales para la vida, es as\u00ed de simple. Adem\u00e1s, el uso de carb\u00f3n activado como soporte para material biol\u00f3gico puede ser \u00fatil.<\/em>\n

\n\tIntroducci\u00f3n\n\t<\/h2>\n\tLa idea detr\u00e1s del uso de GAC como
\n filtro<\/a>
\n<\/u> para material biol\u00f3gico se basa en su porosidad y propiedades superficiales. Las mol\u00e9culas, desde virus hasta macromol\u00e9culas y organismos policelulares, pueden ser atrapadas por GAC. Pero el uso de GAC con mol\u00e9culas biol\u00f3gicas apoyadas en \u00e9l puede eliminar los contaminantes convencionales; los virus pueden inmovilizarse a trav\u00e9s de una combinaci\u00f3n de GAC y metal.\n

\n\tAgregar un filtro de carb\u00f3n: filtraci\u00f3n simple\n\t<\/h2>\n\t

Los investigadores han encontrado que existe una fuerte correlaci\u00f3n entre las prote\u00ednas (macromol\u00e9culas comparativamente grandes) y la mayor cantidad de poros de tama\u00f1o macro, es decir. exactamente lo que GAC proporciona. Este efecto de la distribuci\u00f3n poro-tama\u00f1o sobre el GAC biol\u00f3gico sugiere que la adsorci\u00f3n a trav\u00e9s de toda la superficie es din\u00e1mica, lo que abre las puertas a diferentes cantidades de tiempo de residencia, llevando a una varianza en la biodegradaci\u00f3n(1). Hist\u00f3ricamente, la biodegradaci\u00f3n se ha considerado menos importante como adsorci\u00f3n en la filtraci\u00f3n GAC de biomol\u00e9culas. Los poros de tama\u00f1o macro tienen di\u00e1metros entre 0,2 y 10 \u03bcm.<\/p>\n

Ejemplos de v\u00edas de filtraci\u00f3n convencionales con GAC biol\u00f3gico incluyen aquellas con bromato. El bromato se oxida a bromuro por GAC. La eliminaci\u00f3n del bromato es fundamental para garantizar que el agua sea lo suficientemente buena para la expresi\u00f3n biol\u00f3gica(2). La eliminaci\u00f3n convencional con per\u00f3xido de hidr\u00f3geno no es una v\u00eda tan atractiva. En la v\u00eda de tratamiento del agua, las especies de bacterias Polaromonas<\/em> e Hydrogenophaga<\/em> son las bacterias predominantes que se encuentran filtradas por filtros granulares de carb\u00f3n activado(3), entre muchas otras, lo que sugiere una amplia aplicabilidad de GAC como filtro de eliminaci\u00f3n de bacterias. Los problemas con las bacterias que colonizan en la postfiltraci\u00f3n de GAC se discuten m\u00e1s adelante.<\/em><\/p>\n

Otros tipos de biomol\u00e9culas incluyen virus. Ya en la d\u00e9cada de 1970, se estaba investigando la adsorci\u00f3n del poliovirus en carb\u00f3n activado(4). Esto es especialmente importante ya que uno de los modos de propagaci\u00f3n del poliovirus es por agua. Si el agua se filtra f\u00e1cilmente del poliovirus, no puede propagarse. La reducci\u00f3n del pH de la soluci\u00f3n de agua residual o estancada a ligeramente \u00e1cida de 2.5 a 4.5 hace que GAC sea un adsorbente de mucho mejor rendimiento. Al moler GAC a un tama\u00f1o de poro de alrededor de 10 \u03bcm, los virus y bacteri\u00f3fagos se eliminan m\u00e1s f\u00e1cilmente de la soluci\u00f3n acuosa tamponada. La ventaja del menor tama\u00f1o de part\u00edcula del GAC signific\u00f3 que hab\u00eda una menor fuerza repulsiva electrofor\u00e9tica entre el virus y la superficie, esto combinado con una superficie de virus m\u00e1s hidr\u00f3foba (el carb\u00f3n activado tambi\u00e9n es hidr\u00f3fobo) signific\u00f3 una mejor filtraci\u00f3n(5).<\/p>\n

La diferencia en los modos de activaci\u00f3n, activado por vapor o activado qu\u00edmicamente, en GAC se ha investigado para la biodegradaci\u00f3n del carbono org\u00e1nico disuelto (DOC). La experimentaci\u00f3n mostr\u00f3 poca o ninguna diferencia entre los modos. La ozonizaci\u00f3n, que es un m\u00e9todo com\u00fan de pretratamiento para el GAC, tambi\u00e9n fue investigada y se encontr\u00f3 que no ten\u00eda impacto(6).<\/p>\n

Existe una amplia gama de procedimientos para eliminar el material bacteriano de los filtros GAC, muchos de los cuales son similares(7). No hace falta decir que los filtros GAC son m\u00e1s que capaces de resistir cualquiera.<\/p>\n

Como siempre con la filtraci\u00f3n GAC, el objetivo es eliminar la mayor cantidad de material posible. La filtraci\u00f3n GAC facilita los procesos microbianos que a su vez son capaces de eliminar el carbono org\u00e1nico biodegradable, y otros materiales, de la superficie o del agua estancada que puede o no haber sido tratada con ozono. El proceso general garantiza la estabilidad biol\u00f3gica del agua.<\/p>\n\t\t\t\t\"agua\n

\n\tCarb\u00f3n activado como hu\u00e9sped: uso de materiales biol\u00f3gicos para purificar el agua\n\t<\/h2>\n\t

La investigaci\u00f3n ha demostrado que los despliegues a largo plazo de GAC para la purificaci\u00f3n del agua pueden beneficiarse del mantenimiento de una biopel\u00edcula en la superficie del carb\u00f3n activado. Alcanzar un equilibrio ecol\u00f3gico sobre el carb\u00f3n activado biol\u00f3gico hace que el filtro sea m\u00e1s efectivo y resistente, siempre que se pueda mantener la integridad del biofilm(8), de hecho, la vida \u00fatil de los biofiltros GAC puede prolongarse de esta manera. El mantenimiento de una biopel\u00edcula tan saludable se puede garantizar con un pH ligeramente elevado y un contenido de ox\u00edgeno disuelto disminuido, asegurando que no se forme un exceso de bacterias filamentosas.<\/p>\n

Sobre la base de esta idea, la investigaci\u00f3n ha analizado el efecto de la profundidad del lecho filtrante del GAC biol\u00f3gico en la eficacia general del filtro, con v\u00edas de filtro m\u00e1s largas que son responsables de una mayor diversidad de especies bacterianas a trav\u00e9s de la masa. Se encontr\u00f3 que el desempe\u00f1o global no est\u00e1 correlacionado con la elevada presencia de tales bacterias, contraintuitivamente(9). Los investigadores sugieren que el aumento de la funcionalidad (es decir, el rendimiento de filtraci\u00f3n mejorado) es el resultado de una distribuci\u00f3n m\u00e1s uniforme del material biol\u00f3gico.<\/p>\n

Tal comportamiento es \u00fatil. La bioabsorci\u00f3n de especies de Cr (VI) por tres bacterias apoyadas en GAC. Se sabe que estas bacterias reducen el cromo a un estado de oxidaci\u00f3n m\u00e1s bajo, que luego es adsorbido por el GAC. A 50 mg de L-1 de cromo en soluci\u00f3n acuosa, la absorci\u00f3n del metal por el GAC biol\u00f3gico oscil\u00f3 entre 1,96 y 3,60 mg g-1<\/sup>. La duplicaci\u00f3n de la concentraci\u00f3n de cromo condujo a rangos de captaci\u00f3n de 0,66 a 1,12 mg g-1<\/sup> en los tres tipos de bacterias(10).<\/p>\n

Sobre la base de la idea de GAC bacterianas, tal ejemplo se ha desarrollado utilizando la bacteria Phragmitis communis<\/em>, que es capaz de efectuar la degradaci\u00f3n del 4-clorofenol. Cuando una soluci\u00f3n acuosa de 4-clorofenol a 100 mg L-1 fue alimentada en la columna GAC-P<\/sup>. communis<\/em>, alrededor de una cuarta parte estuvo inmediatamente disponible para la biodegradaci\u00f3n, mientras que el resto fue adsorbido en el GAC(11). Se pueden aplicar t\u00e1cticas similares a otros sistemas de agua que buscan eliminar otros compuestos org\u00e1nicos clorados.<\/p>\n

En general, la naturaleza dual de las bacterias admitidas y el carb\u00f3n activado granular ofrece beneficios sin\u00e9rgicos para garantizar un agua m\u00e1s limpia.<\/p>\n\t\t\t\t\"Hermoso\n

\n\tCarb\u00f3n activado como hu\u00e9sped: uso de metales y otros materiales para inmovilizar virus\n\t<\/h2>\n\t

Una aplicaci\u00f3n de nicho, pero muy relevante, para el carb\u00f3n activado en la filtraci\u00f3n de agua es la capacidad de inmovilizar virus transmitidos por el agua en concierto con metales como el oro y la plata, a veces en forma de nanopart\u00edculas. Apoy\u00e1ndose en la excelente porosidad y qu\u00edmica superficial de GAC, se mejora f\u00e1cilmente y esto permite el desarrollo y la adaptaci\u00f3n de los resultados.<\/p>\n

El carb\u00f3n activado que ha sido modificado con nanopart\u00edculas de plata y \u00f3xido de cobre ha demostrado ser eficaz en la eliminaci\u00f3n de virus del agua(12). Las suspensiones del bacteri\u00f3fago T4 pasaron a trav\u00e9s del filtro, siendo una muestra de GAC que hab\u00eda sido dopada con 0,5% en peso de plata y 1,0% de \u00f3xido de cobre responsable de una reducci\u00f3n logar\u00edtmica de 5,53 en el bacteri\u00f3fago T4 en el agua. El contenido de plata y cobre del filtrante resultante estaba muy por debajo de los l\u00edmites seguros para el agua potable. Por lo tanto, este m\u00e9todo es adecuado para la purificaci\u00f3n del agua. Del mismo modo, la adsorci\u00f3n de yodo molecular sobre GAC fue eficaz para la inmovilizaci\u00f3n de E. coli <\/em>y un virus de la gripe aviar(13). Los resultados se compararon con la cal apagada, ampliamente utilizada como antibacteriano en la agricultura, que el GAC super\u00f3 f\u00e1cilmente. Finalmente, se ha investigado la adsorci\u00f3n de virus m\u00e1s contempor\u00e1neos, incluido el SARS-CoV2, responsable de la reciente pandemia mundial. Se encontr\u00f3 que la combinaci\u00f3n de macro, micro y mesoporos en GAC son suficientemente porosos para inmovilizar el pat\u00f3geno SARS-CoV2(14). Por lo tanto, los autores del estudio dan cr\u00e9dito a la idea de que las m\u00e1scaras faciales que contienen carb\u00f3n activado son efectivas para reducir la transmisi\u00f3n.<\/p>\n\t\t\t\t\"Proceso\n

\n\tInconvenientes\n\t<\/h2>\n\t

Al igual que con todos los m\u00e9todos, existen algunos inconvenientes leves en el uso de carb\u00f3n activado granular con materiales biol\u00f3gicos. La primera es que si el tratamiento posterior a la filtraci\u00f3n no se lleva a cabo, o se completa de manera ineficiente, entonces los mismos pat\u00f3genos que estamos tratando de filtrar pueden crecer y persistir en la superficie del GAC. Yersinia enterocolitica<\/em>, Salmonella typhimurium<\/em> y Escherichia coli <\/em>son capaces de colonizar y crecer en GAC est\u00e9ril(15). Esto enfatiza la necesidad de garantizar estrategias adecuadas de retrolavado y \/ o regeneraci\u00f3n para el filtro. Estudios de microscop\u00eda electr\u00f3nica de barrido han demostrado que en algunos casos, incluso con desinfecci\u00f3n con una soluci\u00f3n diluida de cloro (2 mg L-1<\/sup>), el GAC puede ser colonizado por bacterias que crecen en grietas y hendiduras(16). Por lo tanto, parte de la naturaleza misma de GAC – porosidad – significa que debe tratarse exhaustivamente despu\u00e9s del uso. Los autores ofrecen esto como una hip\u00f3tesis sobre por qu\u00e9 las bacterias pueden persistir en los filtros que se han dejado en agua estancada a largo plazo.<\/p>\n

\n\tConsultor\u00eda de \u00f3xido de manganeso\n\t<\/h2>\n\t
    \n
  • El carb\u00f3n activado granular y el carb\u00f3n granular activado biol\u00f3gico son herramientas \u00fatiles para garantizar la estabilidad y la pureza biol\u00f3gica del agua.<\/li>\n
  • La filtraci\u00f3n simple de GAC puede ser aplicable a la eliminaci\u00f3n de bacterias del agua bajo ciertas condiciones, confiando en la naturaleza altamente porosa de GAC para hacerlo.<\/li>\n
  • Dependiendo del tipo de GAC, se puede usar para apoyar bacterias u otra vida molecular para usar como filtro para eliminar, por ejemplo, el cromo de la soluci\u00f3n.<\/li>\n
  • Los virus, incluido el poliovirus, pueden ser inmovilizados por GAC, lo que garantiza agua potable segura. Se observan efectos similares con los bacteri\u00f3fagos<\/li>\n
  • Crucial para GAC en entornos biol\u00f3gicos es la capacidad de lavar \/ regenerar el filtro, de lo contrario se corre el riesgo de que se acumule un pat\u00f3geno, lo que puede hacer que el filtro est\u00e9 inactivo.<\/li>\n<\/ul>\n\t\t\t\t\"Carbono\"\n\t

    Referencias<\/strong><\/p>\n

    1 W. Sun et al<\/em>., Water Res.<\/em>, 2020<\/strong>, 177, 115768<\/p>\n

    2 M. Asami et al<\/em>., Water Res.<\/em>, 1999<\/strong>, 33, 2797<\/p>\n

    3 B. Wullings y otros<\/em>, J. Appl. Microbiol.<\/em>, 2009, 107<\/strong>, 1457<\/p>\n

    4 C. P. Gerba et al.<\/em>, Environ. Sci. Tecnolog\u00eda.<\/em>, 1975<\/strong>, 9, 727<\/p>\n

    5 T. Matsishita et al<\/em>., Separation Purification Tech.<\/em>, 2013, 107<\/strong>, 79<\/p>\n

    6 A. K. Camper y otros<\/em>, J. Microbiol. M\u00e9todos<\/em>, 1985, 3, 187<\/strong><\/p>\n

    7 M. Sholz y R. J. Martin, Water Res.<\/em>, 1997<\/strong>, 31, 2959<\/p>\n

    8 N. Boon et al<\/em>., Water Res.<\/em>, 2011<\/strong>, 45, 6355<\/p>\n

    9 C. Quintiles y otros<\/em>, J. Peligro. Mater.<\/em>, 2008<\/strong>, 153, 799<\/p>\n

    10 P. M. L. Castro y otros<\/em>, Appl. Microbiol. Biotecnolog\u00eda.<\/em>, 1999<\/strong>, 52, 722<\/p>\n

    11 M. F. Silva y otros<\/em>, Environ. Tecnolog\u00eda.<\/em>, 2017<\/strong>, 38, 2058<\/p>\n

    12 K. Otsuki et al<\/em>., J. Carbon Res.<\/em>, 2021<\/strong>, 7, 86<\/p>\n

    13 A. K. Azad y otros<\/em>, J. Eng. Tecnolog\u00eda. Sci.<\/em>, 2021<\/strong>, 4, 210404<\/p>\n

    14 G. A. McFeters y otros<\/em>, Appl. Environ. Microbiol.<\/em>, 1985<\/strong>, 50, 1378<\/p>\n

    15 G. A. McFeters y otros<\/em>, Appl. Environ. Microbiol.<\/em>, 1984<\/strong>, 48, 918<\/p>\n\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

    Es ampliamente conocido que el resultado de ciertos materiales biol\u00f3gicos que entran o persisten en el suministro de agua: enfermedad. Hecho m\u00e1s f\u00e1cil de eliminar mediante el uso de filtraci\u00f3n de carb\u00f3n activado, este tercer art\u00edculo de una serie de carb\u00f3n activado para la purificaci\u00f3n de agua, analiza precisamente eso. Los suministros de agua potable limpia son esenciales para la vida, es as\u00ed de simple. 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