Premis UPC de Sostenibilitat i CampusLab 2024

Actualment, el monitoratge de la qualitat de les aigües costaneres requereix la recollida manual de mostres d’aigua i el seu anàlisi en laboratoris especialitzats.

Consulta el treball a UPCommons

El present estudi ofereix una alternativa al monitoratge convencional de l’activitat microbiana i enzimàtica de les sorres de les platges, que pot ser indicadora de contaminació orgànica, per una altra amb capacitat d’automanteniment, in-situ i continu. Es proposa l’ús de biosensors basats en les piles microbianes, en particular les M3C ja que han demostrat ser més estables.
En aquest treball s’ha fet un disseny experimental que consta de tres reactors a escala laboratori (rèpliques) amb la finalitat d’avaluar si les piles microbianes M3C són capaces de detectar l’augment de l’activitat microbiana mitjançant la mesura del corrent elèctric. Les condicions ambientals dels reactors van ser dissenyades per simular un ambient costaner, utilitzant mostres de sorra saturades amb aigua marina.
L’avaluació de l’activitat microbiana s’ha realitzat a partir de l’assaig d’hidròlisi del FDA, el qual mesura l’activitat enzimàtica, on els resultats per a cada reactor van ser els següents: 1,321 1,137, 1,657 0,497, 1,738 0,671 M·L-1. Aquests valors s’han correlacionat amb tres conjunts de dades de corrent elèctric diferents obtinguts de cadascun dels tres reactors: les mitjanes i els màxims de corrent, així com els valors de la biocapacitància. Les mitjanes i els màxims de corrent elèctric es van agafar dels intervals de temps d’una hora després d’haver alimentat els reactors amb aigua residual amb una DBO de 10 mg·L-1. Passada la hora, els sistemes es desconnectaven 20 minuts i es tornaven a reconnectar obtenint d’aquesta manera el valor de la biocapacitància.

Els resultats més significatius després de l’anàlisi estadístic entre el corrent elèctric i na van ser les mitjanes de corrent elèctric amb un coeficient de
correlació de R2 = 0,92 i un p-value de 0.03. En canvi, les correlacions amb els màxims de corrent elèctric i la biocapacitància no van resultar estadísticament significatius, donant un p-value = 0,154 i un R2 = 0,86; p-value = 0,271 i R2 = 0,33 respectivament. En resum, l’estudi demostra la viabilitat de les piles microbianes M3C com a eina per a la detecció i el monitoratge de l’activitat microbiana, que al seu torn és indicador de la presència de contaminació per matèria orgànica en entorns costaners. Aquest enfocament ofereix una alternativa prometedora al monitoratge tradicional de la qualitat de les aigües costaneres i pot ser útil per la detecció ràpida de canvis en la qualitat de
l’aigua.