Characterization and application of diatoms doped with titanium oxide nanoparticles for environmental bioremediation

Abstract

Las intervenciones rápidas y efectivas son cruciales cuando un ecosistema experimenta impactos negativos, ya que son necesarias para prevenir alteraciones en el medio ambiente y proteger la vida acuática. En este contexto, nos enfocaremos en abordar el problema de la eutrofización y la proliferación excesiva de cianobacterias observadas en la laguna Yahuarcocha. Para ello, proponemos una estrategia innovadora que implica el uso de diatomeas recubiertas con nanopartículas de dióxido de titanio (TiO2) para la fotodegradación. La caracterización del proceso de fotodegradación se realizó utilizando espectroscopía ultravioleta-visible (UV-VIS), lo que permitió monitorear la degradación del azul de metileno. Las diatomeas dopadas con TiO2 se caracterizaron mediante difracción de rayos X (XRD) para examinar su estructura cristalina, identificando las fases de Anatasa y Rutilo; espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier (FTIR) para identificar el dióxido de titanio; microscopía electrónica de barrido (SEM) para determinar el tamaño promedio de las partículas de las muestras (80 ± 20 nm); análisis de energía dispersiva de rayos X (EDX) para evaluar la composición química; y microscopía electrónica de transmisión (TEM) para observar la morfología de las nanopartículas. Para complementar el estudio, se utilizó espectroscopía de absorción atómica (AAS) para analizar la presencia de metales pesados en el agua de la laguna Yahuarcocha, donde, a través del límite de detección (LOD), no se pudo observar la presencia de metales pesados como cobre (Cu), hierro (Fe), plomo (Pb), zinc (Zn) y cadmio (Cd). En resumen, esta investigación propone una solución innovadora para la biorremediación ambiental utilizando diatomeas dopadas con nanopartículas de dióxido de titanio. La eficacia de este método se observó en el cambio del color del agua de la laguna Yahuarcocha de verde a transparente en un lapso de 3 horas.