Estudio de la bioadsorción de cadmio y plomo con biomasa de serratia marcescens m8a-2t, a nivel de laboratorio

Abstract

Las fuentes más comunes de contaminación ambiental son las refinerías de petróleo, plantas de generación de energía eléctrica, los procesos metalúrgicos y las plantas de tratamiento de efluentes cuyos desechos ingresan indirectamente a las aguas de los ríos, lagunas, océanos y suelos. Frente a este problema la biotecnología está tratando de presentar alternativas de bajo costo y fáciles de implementar, como la biodegradación de hidrocarburos, la remoción de metales pesados empleando desechos agroindustriales, organismos vivos de orígen animal, vegetal, microbiano, fúngico o algal, etc. Con la finalidad de seleccionar una cepa que pueda servir como biosorbente microbiano, se reactivaron 122 cepas aisladas en ambiente minero, a las que se les probó la resistencia a metales pesados, velocidad de crecimiento y capacidad de producción de biomasa. En base a estos parámetros se seleccionó la cepa de Serratia marcescens M8A-2T para optimizar los parámetros físico químicos de remoción de cadmio y plomo, la naturaleza física y genética de la resistencia así como la confirmación de la identificación de la cepa empleando el gen del RNAr 16S. Se obtuvieron 27 cepas resistentes a metales pesados; 2 cepas resistieron hasta 80000 ppm de zinc, 20 cepas a 16 000 ppm de níquel, 1 cepa a 36 000 ppm de cromo, 23 cepas a 800 ppm de cadmio y 80 cepas a 32 000 ppm de plomo. S. marcescens no presentó plásmidos en la electroforesis en gel de agarosa y en la microscopía electrónica de transmisión se pudo observar que el metal se adhería a la superficie bacteriana, por lo tanto el proceso de remoción es de bioadsorción. La biomasa logró remover 99,97 % de cadmio a pH 3 y 96 % de plomo a pH 7, despues de 60 minutos de enfrentamiento con 100 ppm de cada uno de los metales. La remoción fue independiente de la concentración inicial de metal y operó muy bien con biomasa de granulometría menor a 50 μm y 1 mg/ml de concentración. Para conocer la máxima capacidad de retención (Qmax) se usaron las isotermas de Langmuir resultando que la cepa en estudio tiene un Qmax de 417 mg de cadmio / g y de 357 mg de plomo / g , en 15 minutos, y se ajustó en 98,3 % al modelo de Langmuir. Estos resultados, indican que la cepa es apta para ser empleada en procesos de bioadsorción de cadmio y plomo y que el proceso está optimizado para su escalamiento a nivel piloto.