Bioprecipitación de metales pesados utilizando Bacterias reductoras de Sulfato (BRS) para su aplicación en un Bioreactor Sulfidogénico

Abstract

La contaminación ambiental se va incrementando conforme pasan los años y por tal motivo constantemente se realizan investigaciones para reducir y prevenir problemas ambientales. Uno de los principales contaminantes de agua a nivel mundial son los metales pesados debido a su alto grado de toxicidad. En los últimos años gracias a la biotecnología ambiental se ha podido estudiar e implementar procesos de tratamiento usando microorganismos. En el presente trabajo de investigación se evaluó la precipitación de metales pesados en solución y el tratamiento de un relave minero en un biorreactor tipo tanque agitado. Se seleccionaron dos cepas: 804 y 2M a partir de las ocho muestras ambientales, se identificaron como bacterias reductoras de sulfato del genero Desulfovibrio. Se trabajó en pH 7.0 – 7.5 y Temperatura optima de 30 °C. La velocidad especifica de crecimiento máximo (μmax) fue 0.009 h-1 y la velocidad volumétrica de reducción de sulfatos (rSO4) fue 0.0048 g/l.h para ambas cepas estudiadas. Se estudió las cinéticas de metabolización de ácido láctico y la actividad sulfato reductora durante el proceso. Como fuente de carbono se empleó lactato de ringer que es un inyectable usado para tratar deshidrataciones extremas. Se evaluó la precipitación de los metales: Cr(III), Pb(II) y Cd(II) en presencia de cada cepa y el consorcio bacteriano (Ambas cepas), se oxido mayor concentración de ácido láctico en la evaluación de cromo con la cepa 2M (1.48 g/l), en cuanto a sulfatos el consorcio bacteriano redujo hasta una concentración de 1.67 g/l en Cr; la cepa 2M presento mayor porcentaje de reducción en todos los metales estudiados Cd 83%, Pb 58% y Cr 45% (0.67, 4.87 y 0.05 ppm, respectivamente para cada metal). Se utilizó un biorreactor tipo tanque agitado de capacidad de un litro con piedra pómez como soporte de inmovilización para tratar un relave minero, se evaluó la oxidación de ácido láctico y la reducción de sulfatos donde el consorcio bacteriano obtuvo los mejores resultados con una concentración final de 1.67 g/l de ácido láctico y 0.84 g/l de sulfatos; en cuanto al porcentaje de precipitación de metales de igual modo la cepa 2M obtuvo mejores resultados Cu 94%, Cd 83%, Pb 65% y Cr 44% (Concentraciones finales: 0.0008, 0.0004, 0.002 y 0.011 ppm, respectivamente). El cromo tanto en el biorreactor como en solución no se obtuvo un alto porcentaje de reducción debido a que su Kps es de 6x10-37 mucho menor a los otros metales estudiados. En el estudio se demostró que la cepa 2M tuvo mejores resultados en la precipitación de metales pesados, el proceso por el cual los metales precipitan se debe a que las BRS reducen el sulfato para producir sulfuros, los cuales al estar en contacto con un metal pesado forman los sulfuros metálicos los cuales son insolubles.