Ciencias e Ingeniería Ambientales
Permanent URI for this communityhttps://hdl.handle.net/11191/6733
Browse
63 results
Search Results
- Síntesis y caracterización de nanopartículas de oro y su funcionalización con sondas específicas de DNA de Achlya sp. y Escherichia coli(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2015-06) Chavez Sandoval, Blanca EstelaEl auge por la utilización de nanopartículas (NPs) de metales nobles en diversos campos, ha derivado en la síntesis inorgánica de NPs metálicas, sin embargo, las metodologías utilizadas para su obtención son generalmente costosas e involucran el uso de químicos peligrosos, es por ello que recientemente ha aumentado el desarrollo de alternativas sustentables y amigables con el ambiente. Sintetizar AuNPs biológicamente es un procedimiento simple, poco costoso y menos perjudicial para el ambiente. El uso de extractos de plantas para la síntesis de nanomateriales aún no se ha explorado completamente, sin embargo, representa una buena alternativa ya que además de las ventajas antes mencionadas se obtienen NPs estables de diferente tamaño y forma. En este trabajo se realizó la síntesis y caracterización de AuNPs, así como su funcionalización con sondas específicas de DNA de dos microorganismos de interés ambiental Achlya sp. y Escherichia coli (E. coli). Achlya sp. es un hongo que infecta peces en piscifactorías, acuarios y embalses naturales; E coli, es una bacteria patógena para los humanos y constituye una fuente de contaminación en alimentos y agua. La sonda o secuencia blanco diseñada para Achlya sp. es: 5’GCACCGGAAGTACAGACCAA3’ y para E.coli: 5’TTGCTTTGGCAAGTCCTCCT 3’ Las AuNPs obtenidas por síntesis química y por síntesis biológica a partir de extractos de laurel, nopal, cebolla, pera y café, fueron funcionalizadas con DNA de Achlya sp. y E. coli y pueden ser utilizadas en el diseño y construcción de biosensores ambientales para detectar a los microorganismos antes mencionados, excepto las NPs de café a pH 9, ya que estas no mostraron mediante caracterización por UV-Vis, una buena funcionalización. Por otro lado, se propone que, para la síntesis biológica, el ácido málico puede estar actuando como agente reductor y el grupo amino como agente estabilizador. Los genosensores permiten monitorear, prevenir y corregir aspectos que causan desequilibrios ecológicos en ambientes acuáticos. Estos nuevos dispositivos analíticos proporcionan información de forma rápida, simple y de bajo costo, comparada con las técnicas de análisis convencionales.
- Degradación del 2,5-DCP en agua destilada y en agua residual por los procesos de oxidación avanzada con ozono y ozono-UV combinados con un tratamiento biológico(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2016-12-08) Alexander, JacquelineEn los últimos años la contaminación de los suministros de agua se ha incrementado debido a la descarga continua de las aguas residuales de las industrias químicas y farmacéuticas, sin tratamiento adecuado que eliminan los compuestos orgánicos recalcitrantes que contienen. Estos contaminantes ponen en peligro la calidad de las aguas superficiales y subterráneas, la salud de la población y dañan los ecosistemas. En vista de estos problemas, en el presente trabajo se estudió la efectividad de la combinación de los procesos de ozono y ozono-UV con un proceso biológico para aumentar la biodegradabilidad y reducir los niveles de la toxicidad del 2,5-diclorofenol (2,5-DCP) y los compuestos intermedios generados durante la oxidación. Se hizo un estudio comparativo en un reactor de columna equipado con un difusor de vidrio poroso de burbuja fina para aplicar el ozono con una transferencia de masa volumétrica kLa de 1.58 min-1. En cada experimento se utilizó un volumen de 1.5 L con concentración de 3.07 mM de 2,5-DCP en solución acuosa con agua destilada y con agua residual municipal, a un pH inicial de 7. Se usó una dosis de ozono aplicado de 22 mg min-1 con un flujo de gas de oxígeno-ozono de 0.7 L min-1. Además, se utilizó una lámpara de UV con longitud de onda de 254 nm para llevar a cabo los tratamientos con ozono-UV. Los resultados obtenidos, mostraron que el 2,5-DCP se degrada completamente con una dosis de ozono de aproximadamente 1.2 g h-1 en las dos soluciones estudiados tratadas con ozono y ozono- UV. Los mejores resultados se obtuvieron con el proceso de ozono-UV después de 60 min en la solución acuosa de 2,5-DCP con agua residual, lo que muestra que la adición de fotólisis (intensidad de la lámpara UV = 4 mW cm-2) al ozono mejora la eliminación de DQO (75%), la mineralización (53%) y la biodegradabilidad (DBO5 / DQO) de 2,5-DCP de 0.2 a 0.85. La toxicidad del 2,5-DCP y sus productos intermedios se analizó para diferentes intervalos de tiempo con la prueba de inhibición de la respiración de lodos activados. Los análisis de la prueba de toxicidad mostraron que los tratamientos O3 y O3-UV fueron eficaces en disminuir la toxicidad del 2,5-DCP y de sus productos intermedios, que fueron menos tóxicos para los microorganismos en el lodo activado (IC25 = 125 mg/L), que el 2,5-DCP sin tratamiento (IC50 = 50 mg/L). Los resultados de este trabajo muestran que la materia orgánica y la materia inorgánica presentes en el agua residual, tuvieron un efecto positivo sobre la oxidación del 2,5-DCP, lo que apoya el uso potencial de los procesos de ozono y ozono-UV para tratar efluentes contaminados con alta concentración de compuestos clorofenólicos.
- Estudio de la remoción de arsénico en agua con zeolita natural mexicana(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2017) Palma Aramburu, FelipeLa presencia de arsénico en las fuentes de abastecimiento de agua es indeseable por sus efectos negativos para la salud ya que la exposición a arsénico aún en bajas concentraciones durante largos periodos de tiempo ocasiona diversos problemas para la salud de las personas. La mayor amenaza por ingesta de arsénico proviene de la ingestión prolongada de agua con bajas concentraciones de arsénico inorgánico, por lo que la Norma Oficial Mexicana NOM-127-SSA1-1994 establece que el límite es de 0.025 mg/L de iones arsénico en agua. En éste trabajo se presenta el empleo de un medio adsorbente que consiste en una zeolita natural mexicana (tipo clinoptilolita) recubierta con óxido de manganeso o de hierro, como una alternativa simple y de bajo costo para remover el arsénico mediante una columna de flujo descendente con material filtrante para adsorber los iones arsénico. Este sistema simple, combina las ventajas de un filtro convencional con las de un medio adsorbente natural, proporcionando un tratamiento en continuo, de bajo costo y relativamente fácil de operar. Se estudió la capacidad de remoción de arsénico con zeolitas naturales usando un agua sintética, tomando en cuenta las siguientes variables en estudio: material adsorbente (zeolita natural y modificada), concentración de arsénico de 1 a 3 ppm, pH de la solución (5 y 7), temperatura de prueba de 25°C y 60°C, tiempo de contacto (1 o 24 h) y sistema de remoción (columna o tanque agitado). El uso de una zeolita natural mexicana acondicionada con un recubrimiento de óxido de manganeso o con óxidos de fierro, permitió contar con un material adsorbente que presenta una alta superficie efectiva para remover de forma eficiente y económica el arsénico en un agua sintética que contiene una concentración de 1 y 3 ppm.
- Síntesis de biodiesel a partir de grasa animal y vegetal por catálisis heterogénea(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2017-01) Oliva Montes, Jesus JosimarEn este estudio se realizó la síntesis de biodiesel por medio de una serie de reacciones de transesterificación, evaluando la conversión, selectividad, rendimiento y cinética de cada una; además de la caracterización de los productos de dichas reacciones por medio de cromatografía de gases. Las materias primas utilizadas fueron grasa de pollo cruda y aceite de ricino (proveniente de la higuerilla). Los catalizadores usados fueron hidróxido de potasio soportado en γ-alúmina (KOH/ γ-Al2O3) y zirconia sulfatada (ZrO/H2SO4) con tiempos de 1, 6 y 9 horas. Las reacciones fueron hechas con un catalizador, un aceite y un tiempo a la vez con el objetivo de poder comparar los resultados y determinar cual es la forma más eficiente para producir biodiesel. El alcohol utilizado fue metanol en todos los casos. Se hizo una extracción en un equipo Soxhlet de los aceites contenidos en las materias primas (grasa de pollo y semillas de higuerilla trituradas) para comparar la cantidad de aceite contenido en cada una. El contenido de aceite en la higuerilla fue de 47.35% y en el pollo de 45.70%. Además, se hizo una extracción por medio de calor del aceite de pollo con un rendimiento del 46%. La síntesis de los catalizadores se hizo por el método de sol-gel (ZrO/H2SO4) y método de impregnación (KOH/ γ-Al2O3). La caracterización de los materiales arrojó que ambos se pueden considerar como catalizadores nanoestructurados y con áreas superficiales grandes, 105 m2/g para KOH/γ-Al2O3 y 129 m2/g para ZrO2/SO4. La cromatografía de gases fue hecha en un equipo HP, utilizando un estándar de 37 metil ésteres marca Sigma Aldrich. Los análisis arrojaron que la mejor conversión de los aceites fue con la catálisis básica, obteniendo eficiencias de hasta 69.01% con el aceite de pollo durante 9 horas. Las eficiencias con el catalizador ácido no fueron las esperadas, ya que no se llegó ni al 40%. Los resultados de la selectividad y rendimiento indican que las reacciones tienen una tendencia a formar principalmente metil oleato y linoleato cuando se usa aceite de pollo y metil ricinoleato cuando se usa aceite de ricino; con rendimientos de hasta 22.80, 20.89 y 36.27% respectivamente. La cinética de las reacciones fue de primer orden al inicio y de segundo orden al final en el caso de 1 y 6 horas; mostrando un mejor comportamiento en las de 9. En las reacciones hechas con aceite de ricino no se pudo determinar un comportamiento.
- Diseño y evaluación de un tanque séptico UASB para el tratamiento descentralizado de aguas residuales municipales(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2016) Santiago Díaz, Ángel LuisEn este proyecto se diseñó y construyó un prototipo de un tanque séptico UASB a escala laboratorio (45 L de volumen efectivo, fabricado en acrílico) para, posteriormente, evaluar su desempeño en el tratamiento descentralizado de AR municipales de la UAM-A a la temperatura ambiente de la Ciudad de México. Las modificaciones efectuadas en este prototipo consistieron en el flujo ascendente del líquido dentro del tanque, la instalación de un separador trifásico junto a la inoculación con lodo biológico en el primer compartimiento y la instalación de dos compartimientos adicionales. El tanque séptico UASB fue inoculado con lodo anaerobio y estabilizado bajo un tiempo de retención hidráulica (TRH) de 72 horas. Durante esta fase se obtuvieron porcentajes de remoción promedio de DQO total y soluble y de DBO5 total de 75.2 ± 6.5%, 54.8 ± 6.7%, 64.2 ± 4.8%, respectivamente y de ST y SST de 25 ± 5% y 62 ± 5%, respectivamente. Una vez estabilizado, el tanque fue operado bajo dos TRH diferentes (72 y 48 horas), durante 40 días cada uno. Los porcentajes de remoción de DQO total y soluble, DBO5, ST y SST fueron de 69.6 ± 3.6%, 48.0 ± 10.0%, 69.1 ± 4.6 %, 32.4 ± 7.2 % y 84.5 ± 6.5 % para el TRH de 72 horas y de 70.1 ± 5.2%, 39.4 ± 10.0%, 75.8 ± 2.8 %, 31.7 ± 6.7% y 85.7 ± 5.5% para el TRH de 48 horas, respectivamente. Las modificaciones propuestas mejoraron notablemente el desempeño del tanque séptico, con respecto a lo reportado en la literatura científica. De acuerdo con los resultados obtenidos en la operación del tanque séptico UASB bajo los TRH de 72h y 48h y el análisis estadístico (p > 0.05) se pudo establecer que la disminución en el TRH de 72h a 48h no tuvo ningún efecto importante en el desempeño del tanque séptico UASB. Por otro lado, en condiciones de baja carga orgánica volumétrica (menores a 15 mg. DQO total / L-h), el tanque séptico UASB tuvo un mejor desempeño que el reactor UASB; mientras que, cuando la carga orgánica oscilo entre 15 y 20 mg. DQO total / L - h, ambos sistemas tuvieron desempeños similares. De acuerdo con la Norma Oficial Mexicana NOM-001-SEMARNAT-1996, la cual establece los límites máximos permisibles en las descargas de aguas residuales en aguas y bienes nacionales, con respecto a los parámetros de concentración de DBO5 y sólidos suspendidos, el efluente del tanque séptico UASB podría ser descargado en ríos y embalses naturales usados para riego agrícola y uso público urbano, en aguas costeras utilizadas para explotación pesquera y recreación, en estuarios y en humedales naturales. Dado que este sistema se puede construir con materiales locales de bajo costo dada la sencillez de la tecnología y su fácil operación, constituye una alternativa económica para la gestión descentralizada de las aguas residuales municipales.
- Caracterización de partículas y determinación de sus fuentes en la zona cañera de Córdoba, Veracruz(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2017-03) Millan Vazquez, FernandoEl presente trabajo tiene como finalidad el estudio de la problemática ocasionada por el proceso agroindustrial de la quema de la caña en Córdoba Veracruz, ya que este proceso impacta negativamente a la salud y ambiente de esta ciudad. Por lo que se realizaron campañas de muestreo durante un año donde se consideró la temporada de Zafra (quema de los cañaverales para facilitar el corte de la caña) en la que se llevan a cabo los procesos para el tratamiento de la caña y posterior producción de azúcar, así como la de Sin Zafra, donde los procesos de quema se suspenden. El estado de Veracruz es un gran productor de azúcar que cuenta con 18 de los 49 ingenios que se encuentran en la República Mexicana. Así mismo, la industria azucarera representa una gran fuente de ingreso económico para las familias aledañas. La colecta de partículas se realizó con equipos de bajo y alto volumen (MiniVol con un flujo de 5 l/min y HiVol con un flujo de 1132 l/min), en los que se colocaron filtros de cuarzo y de teflón donde se retuvieron las partículas contaminantes PM2.5 y PM10. Para conocer la calidad del aire las concentraciones se determinaron posteriormente en el laboratorio de Química atmosférica de la UAM-Azcapotzalco y se realizó la caracterización de partículas; determinando las concentraciones de hidrocarburos aromáticos policíclicos, carbono elemental y carbono orgánico presentes en las partículas. Posteriormente se determinó la composición elemental de las partículas en el laboratorio del CSIC en Barcelona, España. Las concentraciones totales se introdujeron en el modelo de receptor (CMB), con la finalidad de identificar y cuantificar la contribución de las fuentes de emisión de PM2.5 y PM10 de las zonas de colecta de partículas.
- Fitoextracción de metales en suelos contaminados por la minería(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2017-09) Ibarra Garcia, Antonio RafaelEn el presente trabajo de tesis se llevó a cabo un estudio sobre el impacto ambiental que existe en los suelos y en el medio de la cabecera municipal de Noria de Ángeles, Zacatecas y sus alrededores, ya que se encuentra muy de cerca grandes depósitos de desechos mineros, los cuales son producto de la actividad minera que tuvo su origen en las décadas de los 80´s y 90´s, así como la presa de jales, en donde eran vertidos grandes cantidades de contaminantes como producto de procesos metalúrgicos para la extracción del mineral. Se realizó la caracterización del suelo mediante un trayecto que parte desde la tepetatera de mayor tamaño hasta la denominada presa de jales, pasando por el poblado que se encuentra en medio de la tepetatera y de la presa. Posterior al estudio se hizo el análisis de la contaminación que existe mediante las muestras recolectadas del suelo de la zona de estudio para los parámetros que se determinaron, así como el contenido de contaminantes que permitió conocer en forma clara y detallada el impacto ambiental que existe actualmente en la región. A través de los resultados se observó que la zona del jal rojo es la más contaminada, seguida de la presa de jales, rebasando los límites máximos permitidos por la NOM-147 SEMARNAT/SSA 1-2004, principalmente Zn, Pb y Cu, mientras que, en los suelos de los sitios correspondientes a la tepetatera, el poblado y el ejido los resultados indicaron que las concentraciones de estos metales, no se consideran aún contaminados. Además, se recolectaron diferentes tipos de plantas nativas en los diferentes sitios de los suelos estudiados, donde se determinó la concentración de éstos metales tomando en cuenta el tipo de planta y sus características en cuanto a tamaño, juventud, resistencia y adaptación, asimismo se seleccionaron las que mejor capacidad de bioacumulación presentaron para una fitoextracción metálica y de ser posible una fitorremediación de los suelos más contaminados. Se estudió Pasto Inglés (Lolium perenne) para utilizarlo como planta fitoextractora. Se midió el índice de bioacumulación y el porcentaje de eficiencia para cada metal durante su crecimiento a los 45, 90, 135 y 180 días. Se concluye que el pasto inglés presentó buenos resultados en la fitoextracción de metales, la cual toleró los niveles de metales presentes en los suelos que se analizaron y demostró ser una planta ideal para su implementación en fitoextracción.
- Monitoreo automatizado de los parámetros de calidad del agua pH, temperatura y conductividad(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2018-07) Hernandez De Jesus, Jose IsmaelEl manejo apropiado de la calidad del agua juega un papel muy importante hoy en día, ya que ésta se ve afectada debido al mal manejo de las descargas sanitarias, descargas industriales y aguas negras etc. Cada parámetro de calidad por sí solo puede afectar de manera directa a la salud animal, vegetal y a las personas que se encuentran en contacto con ella. Los parámetros de calidad del agua se monitorean y calculan en forma periódica, esta actividad es realizada por personal de muestreo, con la ayuda de instrumentos de medición para dar seguimiento al estado de cada parámetro de muestreo en campo. Los registros de estas mediciones permiten observar los cambios que se presentan y así, tomar decisiones de manera ágil para que las acciones preventivas o correctivas puedan ser realizadas oportunamente. Con el fin de optimizar el proceso de registro de mediciones se desarrolló este proyecto de investigación el cual consistió en diseñar e implementar un equipo de monitoreo automatizado, que incluye sensores, cuya función es medir los parámetros de calidad del agua (pH, temperatura y conductividad), los mismos que se pueden visualizar en una interfaz gráfica de usuario (GUI), que automáticamente serán enviados de manera remota y en tiempo real a cualquier dispositivo electrónico (PC y dispositivos móviles, entre otros), mediante la implementación de una tarjeta sim900. El prototipo fue validado y se obtuvieron resultados satisfactorios de su respuesta en los parámetros de pH, temperatura y conductividad electrolítica de la precisión, exactitud, límite de detección, límite de cuantificación e incertidumbre. Este prototipo contribuirá en la protección de los cuerpos de agua, al poder registrarse en tiempo real las variaciones de los parámetros de campo, que alerten del peligro para el ecosistema, además de ofrecer el ahorro en gastos de mano de obra, ya que no requiere la presencia de personal técnico para la realización del monitoreo.
- Biodegradación de hidrocarburos de fracción pesada en suelo, por hongos ligninolíticos inmovilizados(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2017) Cardenas Matus, Luz AriannaEn México la presencia de hidrocarburos en suelo es un tipo de contaminación común y que actualmente es tratada principalmente mediante métodos fisicoquímicos. Esta tesis comprende el desarrollo de un método biotecnológico para restaurar los suelos contaminados con hidrocarburos, el cual consiste en su biodegradación utilizando dos hongos ligninolíticos inmovilizados en soportes orgánicos. Para llevar a cabo las pruebas de degradación se seleccionaron los hongos basidiomicetos, Phanerochaete chrysosporium y Picnoporus cinnabarinus, los cuales fueron inmovilizados en dos soportes, olote de maíz y madera. La inmovilización de los hongos se realizó favoreciendo su desarrollo sobre los soportes durante tres semanas, posteriormente ambos hongos inmovilizados se mezclaron con el suelo contaminado en una proporción de 200 gramos de soporte por cada kilogramo de suelo contaminado. En las unidades de experimentación se determinaron las actividades de las enzimas Lignina Peroxidasa (LiP), Manganeso Peroxidasa (MnP) y Lacasa (Lac) y se relacionaron con el porcentaje de degradación de hidrocarburos obtenidos en cada caso. En el sistema del hongo P. chrysosporium inmovilizado en olote se presentó la mayor actividad de la enzima MnP, por lo que se puede relacionar con el porcentaje alto de degradación de hidrocarburos a la semana seis. En este sistema y a ese tiempo de incubación, se presentó el mayor porcentaje de degradación de hidrocarburos, que fue del 72.7%. Para el sistema del hongo P. cinnabarinus inmovilizado en olote, la enzima que mostró más actividad fue la Lac, seguida por la actividad de la MnP, y con una actividad más baja se presentó la LiP en la semana seis. En este sistema y a ese tiempo de incubación, se presentó un porcentaje de degradación de hidrocarburos del 62.2 %.
- Remoción de arsénico en agua con ozonación y carbón activado(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2017-07) Acevedo Afanador, Laura MariaEn el presente trabajo se busca una alternativa de solución a una problemática mundial como es La contaminación del agua con arsénico. En México se han reportado concentraciones de más de 50 μg/L en agua potable en 13 Estados, algunos de ellos con actividad minera, con concentraciones de hasta 158 mg/L, lo que indica que los habitantes de estos Estados están expuestos día a día a concentraciones por encima del límite máximo permisible estipulado en México en la norma para agua potable NOM-127-SSA-1994. Se conocen diversos procesos para la eliminación de este contaminante del agua, algunos con costos elevados y otros ineficientes para la especie de arsénico trivalente, por lo que es necesario la búsqueda de tecnologías eficientes y económicas para el tratamiento de aguas contaminadas con este metal. En el presente trabajo se estudió la eliminación de arsénico (III) acoplando dos procesos: oxidación-adsorción. La oxidación con ozono permite el cambio del estado de oxidación de trivalente a pentavalente, reduciendo de esta manera la toxicidad del metal y facilitando su eliminación por adsorción con carbón activado (CA). Se utilizó carbón activado granular (CAG) de cáscara de coco ya que el As (V) presenta mayor afinidad con este material adsorbente. Teniendo como objetivo evaluar la capacidad de remoción de arsénico mediante los procesos de oxidación avanzada con ozono y de adsorción en carbón activado, así como definir parámetros de pH, tiempos de contacto, concentraciones de arsénico y dosis de ozono para los cuales el proceso de oxidación-adsorción presenta su mayor eficiencia.