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SECCIÓN C: INGENIERÍAS

Vol. 5 Núm. 1 (2013)

Efecto del sustrato como donante de electrones durante la reducción microbiana de sulfato y sus posibles aplicaciones en el tratamiento biológico de drenaje ácido de minas

DOI
https://doi.org/10.18272/aci.v5i1.128
Enviado
septiembre 29, 2015
Publicado
2013-04-08

Resumen

La descarga no controlada de los drenajes ácidos de mina (DAM) caracterizados por presentar elevadas concentraciones de metales disueltos, iones sulfato y pH ácido amenaza la calidad de los cuerpos de agua cercanos a las zonas mineras alrededor del mundo. Tecnologías basadas en la precipitación de metales en forma de sulfuros metálicos, catalizada por las bacterias sulfato reductoras encargadas de la producción desasimilatoria de sulfuros constituyen un importante método de remediación de los DAM. En este trabajo de investigación se evaluó la eficiencia de diferentes sustratos tales como acetato, lactato, etanol y peptona como donadores de electrones durante la sulfato reducción microbiana. Diferentes inóculos microbianos y sus posibles aplicaciones en el tratamiento biológico de los DAM fueron estudiados en experimentos batch. La mayor eficiencia de producción de sulfuro catalizada por las bacterias sulfato reductoras fue alcanzada empleando 2.5 g DQO-acetato L-1 como donador de electrones, 4000 mg SO42− L−1 como aceptor de electrones y los sedimentos de una laguna artificial como inóculo bacteriano. La producción final acumulada de sulfuro fue 463 mg S2- L-1, mientras que la actividad máxima específica de producción de sulfuro fue 9 mg S2- g acetato-1 d-1 y la actividad máxima específica de reducción de sulfato fue 52 mg SO42− g acetato−1 d−1. El efecto de la concentración de sustrato también fue evaluado, un incremento de 10X en la concentración del donador de electrones resultó en una inhibición por sustrato disminuyendo significativamente la actividad biogénica de generación de sulfuro. Los resultados de este estudio indican que acetato fue un sustrato muy eficiente durante la sulfato reducción microbiana con un gran potencial de aplicación en la remediación de los DAM. Más aún, el empleo de acetato como donador de electrones favoreció la actividad sulfato reductora a través de la inhibición de la actividad metanogénica de los microorganismos presentes en los inóculos microbianos evaluados.

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Citas

  1. Neculita; Zagury; Bussiere. 2007. "Passive treatment of acid mine drainage in bioreactors using sulfate-reducing bacteria: critical review and research needs". Journal of Environmental Quality, 36: 1-13.
  2. Sierra-Alvarez; Karri; Freeman. 2006. "Field, Biological Treatment of Heavy Metals in Acid Mine Drainage using Sulfate Reducing Bioreactors". Water Science and Technology, 54: 179-185.
  3. Karnachuk; Pimenov; Yusupov; Frank; Kaksonen; Puhakka; Ivanov; Lindstrom; Tuovinen; Tuovinen. 2005. "Sulfate Reduction Potential in Sediments in the Norilsk". Geomicrobiology Journal, 22: 11-25.
  4. Manoues; Gantzer; Stefan. 2007. "Spatial variation of sediment sulfate reduction rates in saline lake". Journal of Environmental Engineering, 12: 1106-1116.
  5. Vladár; Rusznyák; Márialigeti; Borsodi. 2007. "Diversity of Sulfate-Reducing Bacteria Inhabiting the Rhizosphere of Phragmites australis in Lake Velencei (Hungary) Revealed by a Combined Cultivation-based and Molecular approach". Microbiology Ecology, 56: 64-75.
  6. Ochoa-Herrera; Banihani; León; Khatri; Field; Sierra-Alvarez. 2009. "Toxicity of fluoride to microorganisms in biological wastewater treatment systems". Water Research, 43: 3177-3186.
  7. Metcalf; Eddy. 2003. "Wastewater Enginering Treatment and Reuse". Fourth Edition.
  8. Trüper; Schlege. 1964. "Sulphur Metabolism in Thiorhodaceae I. Quantitative Measurements on Growing Cells of Chromatium okenii". Antonie Leeuwenhoek, 30: 225-238.
  9. Cline. 1969. "Spectrophotometric determination of hydrogen sulfide in natural waters". Limnology and Oceanography, 14: 454-458.
  10. Field. 1987. "Parameters Mesurements". Wageningen Agricultural University.
  11. APHA. 1998. "Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater". 20th ed. American Public Health Association: Washington DC.
  12. Skoog; West; Holler; Crouch. 2004. "Fundamentos de Química Analítica". Madrid.
  13. Lide; Frederikse. 1995. "CRC Handbook of Chemistry and Physics". 6th Edition ed. Boca Raton, FL.
  14. Oluwaseun, O.; Oyekola, R.; Susan, T. 2009. "Study of Anaerobic Lactate Metabolism under Biosulfidogenic Conditions". Water Research, 43: 3345-3354.
  15. Celis, L.; Alpuche-Solís, A.; Ortega-Morales, O.; Razo-Flores, E. 2009. "Characterization of sulfate-reducing bacteria dominated surface communities during start-up of a down-flow fluidized bed reactor". Journal of Microbiology and Biotechnology, 36: 111-121.
  16. Miyazato, N.; Takamatsuand, T. 2006. "Microbial community change of sulfate reduction and sulfur oxidation bacteria in the activated sludge cultivated with acetate and peptone". Water Science & Technology, 54: 111-119.
  17. Kristjansson; Schonheit. 1983. "Why do Sulfate-reducing Bacteria Outcompete Methanogenic Bacteria for Substrates?". Oecologia, 60: 264-266.
  18. Lowe; Jain-Mahendra; Zeikus. 1993. "Biology, Ecology, and Biotechnological Applications of Anaerobic Bacteria Adapted to Environmental Stresses in Temperature, pH, Salinity, or Substrates". Microbiological Reviews, 57: 451-509.

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