Estrategias biotecnológicas para evaluar la presencia de cromo en la generación de biosólidos seguros: Posibles alternativas de bioremediación

La producción de biosólidos en la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales (PTAR) San Fernando de propiedad de Empresas Públicas de Medellín (EPM) en Medellín, Antioquia, Colombia, está regulada por el Ministerio de Medio Ambiente Colombiano y custodiada por la autoridad regional ambiental Corporac...

Full description

Autores:: Vélez Zuluaga, Juan Alberto

Tipo de recurso:: Doctoral thesis

Fecha de publicación:: 2018

Institución:: Universidad Nacional de Colombia

Repositorio:: Universidad Nacional de Colombia

Idioma:: spa

Description
Summary:	La producción de biosólidos en la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales (PTAR) San Fernando de propiedad de Empresas Públicas de Medellín (EPM) en Medellín, Antioquia, Colombia, está regulada por el Ministerio de Medio Ambiente Colombiano y custodiada por la autoridad regional ambiental Corporación Autónoma Regional del Centro de Antioquia (Corantioquia). Uno de los metales más cuestionados y vigilados en la producción de biosólidos en el mundo es el cromo derivado de múltiples actividades antrópicas, cuyas formas más significativas son la especie hexavalente (Cr6+) conocida por sus propiedades ácidas de naturaleza oxidante, que ocasiona daño a los tejidos y lesiones en los órganos, generando serios trastornos en la salud humana y animal con efectos mutagénicos, teratogénicos y carcinogénicos y la especie trivalente (Cr3+), considerada vital y necesaria para la síntesis de la glucosa, algunos lípidos y proteínas. Las posibilidades de oxidoreducción entre estas dos especies son motivo de serias discusiones y múltiples investigaciones, pero todavía son inciertos algunos de los mecanismos que influyen y gobiernan estas reacciones de doble vía. Cinco experimentos fueron llevados a cabo en la Universidad Nacional de Medellín tendientes a encontrar hongos y bacterias que fuesen capaces de crecer en medios de cultivo enriquecidos con cromo, con el objeto de aislarlos, purificarlos y multiplicarlos; para someterlos a concentraciones crecientes del metal, hasta encontrar la Concentración Mínima Inhibitoria (CMI), con el objeto de ser utilizados posteriormente como posibles alternativas biotecnológicas en la remediación de ambientes con presencia de cromo. Los microorganismos fueron obtenidos mediante aislados de aguas residuales de la empresa Curtiembres de Itagüí, Antioquia y de los biosólidos de la PTAR San Fernando, de los ceparios de la Universidad Nacional y de la Universidad de Antioquia, aportes de las empresas privadas Natural Control y Soluciones Microbiales para el Trópico; también se recurrió al interior del laboratorio a contaminantes ambientales colonizadores de un medio de cultivo enriquecido con cromo y fueron evaluados algunos fitopatógenos aleatorios obtenidos del cultivo del cacao. Aquellos organismos seleccionados por su cromotolerancia, fueron evaluados en forma de consorcio microbiano bajo invernadero, en macetas plásticas de 2 kilogramos de peso, con suelos contrastantes (Andisol e Inceptisol) y adiciones de biosólidos (20 Ton Ha-1) de la PTAR San Fernando, en presencia de una dosis alta de dicromato de potasio equivalente al doble de la CMI explorada (2.400 mg kg-1). Como planta bioindicadora se utilizó frijol arbustivo Phaseolus vulgaris durante todo el período vegetativo y reproductivo por 4 meses al cabo de los cuales se tomaron muestras de suelo rizosférico y no rizosférico con el propósito de llevar a cabo pruebas de metagenómica para rastrear la trazabilidad de las especies adicionadas y observar potenciales géneros nuevos que no hayan sido investigados. Los microorganismos que demostraron mayor potencial por su capacidad para remover cromo total o reducir cromo hexavalente a trivalente fueron caracterizados molecularmente en la Universidad de Antioquia y bioquímicamente en la Universidad Nacional, sede de Medellín mediante el empleo del Kit API y del sistema Biolog Microstation ID System. Posteriormente purificados y escalados y previa confrontación con los hallazgos de otros investigadores a nivel global, fueron empleados en pruebas de biotest de toxicidad, para confirmar su capacidad remediadora en presencia de silicato de magnesio y en ausencia de él como posible agente neutralizador del cromo en el suelo, usando prototipos no comerciales de Rhizotrones como herramientas de diagnóstico. Plantas de lechuga Lactuca sativa y lenteja Lens culinaris fueron empleadas como biosensores por su alta sensibilidad a los metales traza. Finalmente las bacterias Ochrobactrum antropi, O. intermedium, Bacillus amyloliquefacien, Bacillus cereus , B. megaterium, B. firmus; Staphylococcus saprophyticus y los hongos Scedosporium dehoogii, S. boydii, Paecilomyces lilacinus y Trichoderma sp., fueron elegidos como los organismos con mayor potencial para ser usados como bioremediadores de ambientes con presencia de cromo mediante la utilización de un biofiltro a través de un consorcio microbiano, o de manera individual empleados in situ, en combinación con correctivos que contengan silicatos de magnesio, dado su poder neutralizador de cromo en el suelo, como fue demostrado en este estudio.

Estrategias biotecnológicas para evaluar la presencia de cromo en la generación de biosólidos seguros: Posibles alternativas de bioremediación

Publicaciones similares