Efecto de la Peroxidación Catalítica en Fase Húmeda activada por una Arcilla Pilarizada con Al/Fe sobre la viabilidad de Quistes de Giardia Intestinalis en agua superficial del río Pasto (2023)
Giardia intestinalis es un parásito protozoario con distribución global, que infecta amplia gama de hospederos vertebrados. Tiene dos estadíos de vida, los trofozoítos (forma replicativa) y los quistes (forma transmisible e infectiva) que se encuentran en el agua y alimentos contaminados. En este estudio se monitoreó el ARNm de quistes, como respuesta a la desinfección de agua superficial por Peroxidación Catalítica en Fase Húmeda (PCFH) activada por un catalizador de arcilla pilarizada con Al/Fe (Al/Fe-PILC); PCFH es un Proceso de Oxidación Avanzada (POA) evaluado en este estudio para la eliminación de quistes que exhiben alta resistencia a la cloración y otros métodos convencionales de desinfección. Los quistes de G. intestinalis (cepa WB, ensamblaje A) se cultivaron in vitro; se extrajo ARNm (1 x 105 quistes/mL) y se estandarizó un análisis de RT-qPCR para su detección y cuantificación utilizando los marcadores moleculares 18S-ARNr y β-giardina. Los experimentos catalíticos se realizaron en un reactor semi-continuo de 1 L utilizando agua superficial del río Pasto (Colombia) y se doparon con 100 quistes equivalentes Giardia/L teniendo en cuenta los factores experimentales de pH (6,0 y 7,0) y concentración de hierro activo del catalizador sólido (100 y 300 mg/L). Todos los experimentos catalíticos causaron pérdida de viabilidad de quistes de al menos 4 Log (99,99%); además, hasta alrededor del 35 % del Carbono Orgánico Disuelto (COD) y el 30 % del Nitrógeno Total Disuelto (NTD) se mineralizaron usando una dosis baja de peróxido de hidrógeno (0,037 mg H2O2/mg Fe.mg activo COD) en condiciones ambientales de temperatura (11 °C) y presión (73 kPa). El análisis de varianza mostró que la concentración de Fe activo (mg/L) ejerció un efecto significativo sobre la eliminación de quistes de G. intestinalis, la eliminación de COD y la fracción de H2O2 reaccionada (p < 0,05 con 95 % de nivel de confianza). Por su parte, en la optimización estadística de respuesta múltiple se obtuvo un valor de 0,95 para la función Deseabilidad, donde todas las respuestas alcanzaron el óptimo cuando la concentración de Fe activo fue de aproximadamente 80 mg/L y el pH 6,0. El pH no tuvo efecto significativo en los experimentos catalíticos. Este enfoque podría permitir a corto plazo monitorear a bajo costo la presencia de quistes de Giardia en el agua, así como prevenir la propagación de enfermedades infecciosas que son un problema de salud pública al complementar la desinfección convencional del agua con la PCFH en presencia de Al/Fe-PILC.