Microbiologia Ambiental

BIOASORCION DE Pb2+ POR BIOMASA DE Saccharomyces cerevisiae

Leonardo Fabio Botello Montero (código – 1065.643.886)

Oscar Albeiro Rosero Cortez (código – 87455187)

Carolina Palomares Sáenz (código – 1078.752.333)

Claudia Lorena Triana (N.A.)

Alba Marina Royero (N.A.)

Tutora: Diana García

Universidad Nacional Abierta y a Distancia UNAD

Escuela de Ciencias Agrícolas, Pecuarias y del Medio Ambiente ECAPMA

Programa de Ingeniería Ambiental

23 de octubre 2012

Nombre del Microorganismo

Saccharomyces cerevisiae

Descripción macroscópica

Las colonias en agar glucosado de Sabouraud son cremosas, blandas y glabras como las formadas por Candida

Descripción microscópica

Hongo levaduriforme que presenta células alargadas, globosas a elipsoidales con gemaciones o blastoconidios multilaterales (de 3-10 x 4,5-1 μm) Ascos con hasta cuatro ascosporas esféricas o elipsoides y de pared lisa en su interior.

Objeto de Estudio

Biosorcion de pb2+ por biomasa de Saccharomyces cerevisiae

Coordenadas 10°27′N 73°15′O / 10.45

Localización

DPA Colombia Ltda. Se encuentra localizada en el municipio de Valledupar, sector urbano, en la Carrera 9 No 6C – 01. La temperatura ambiente varía entre los 25 y 40 ºC.

Caracterización biótica, abiótica y social

El comportamiento general del clima del área del proyecto está determinado, al igual que en la mayor parte de la región andina colombiana, por el desplazamiento periódico del Frente Intertropical de Convergencia (FIC), que interactúa a su paso con los factores orográficos y las circulaciones locales, características de las áreas montañosas (vientos de valle y de montaña), alterando especialmente la lluviosidad.

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

Los hongos filamentosos y levaduras, han sido reportados como materiales biosorbentes eficientes de diversos elementos metálicos. La acumulación de metales en estos microorganismos se da como resultado, tanto del transporte activo, para propósitos metabólicos, así como del transporte pasivo y retención de especies químicas por los constituyentes de la pared celular. Un numeroso grupo de trabajos se han enfocado en encontrar la interacción entre los hongos y los metales y algunos otros se han determinado el efecto de los metales sobre cultivos de hongos metabólicamente activos (Chávez et al., 1993; Cortés et al., 1993), mientras que otros reportes analizan la biosorción pasiva de metales por la biomasa inactivada de hongos. La atención se ha enfocado, principalmente, al uso de Saccharomyces cerevisiae (Volesky et al., 1993; Brady et al., 1994) como material biosorbente, sin embargo existen otras especies de hongos como Penicillum, Aspergillus y Rhizopus que presentan buenas propiedades biosorbentes, en particular, los trabajos realizados con las especies de R. arrhizus y R. javanicus, han contribuido de gran manera al entendimiento del proceso de biosorción (Tobin et al., 1990, Gadd, 1993).

Por otro lado la producción masiva de ciertos hongos y levaduras a nivel industrial (producción de ácidos orgánicos, alcohol, enzimas, etc.), hace de estos microorganismos una alternativa para su uso como materiales biosorbentes para la retención de metales pesados en efluentes contaminados. Esto abre la posibilidad de usar la biomasa fúngica para la detoxificación de efluentes industriales por la remoción de metales pesados disueltos en estos. Otro aspecto importante en este proceso es que el metal retenido puede ser recuperado y el material biosorbente reutilizado, lo cual disminuye el costo del tratamiento de aguas residuales. El uso de biomasa muerta para esta aplicación, explotando las propiedades químicas del material biosorbente, presenta algunas ventajas, tales como: bajo costo, alta eficiencia de retención y regeneración potencial, lo cual ha despertado el interés de desarrollar filtros biosorbentes con estos materiales. Un numeroso grupo de cultivos fúngicos, que son empleados a nivel industrial, comienzan a ser examinados para determinar su capacidad de secuestro y retención de iones metálicos. (Volesky, 1990).

Para entender de manera integral el proceso de biosorción se requieren de mayores investigaciones, sin embargo el potencial de este proceso se incrementa con la posibilidad de generar biosorbentes, (a partir del desarrollo y empleo de biomasa fúngica), eficientes, económicos, regenerables y específicos para diferentes metales.

El objetivo de este trabajo es el de estudiar el atrapamiento de Pb2+ por biomasa muerta de Saccharomyces cerevisiae, que en experimentos preliminares ha presentado una gran capacidad de retención de metales en solución.

MATERIALES Y METODOS

Reactivos

Todos los reactivos utilizados fueron grado analítico. Las soluciones de Pb2+ fueron preparadas a partir de la sal de Pb(NO3)2 disuelto en agua destilada y des ionizada. El rango de concentraciones preparadas fue de 5 a 2000 ppm, el pH de las soluciones, cuando fue necesario, fue ajustado con HNO3 0.1 N o NaOH 0.1 N.

Microorganismos

Saccharomyces cerevisiae es una levadura que fue usada como biosorbente para la remoción de iones Pb2+. El microorganismo fue obtenido de una muestra liofilizada de levadura para panificación. Las células fueron esterilizadas a 16 psi durante 15 minutos.

Cinéticas de Biosorción

En frascos de polipropileno se colocaron 150 ml de la solución de plomo (500, 700 y 1000 mg/l). El pH de las soluciones se ajustó a 5.0. A cada una de las soluciones se les adicionó 0.15 g de biomasa, se incubaron a 25 °C en un shaker y se mantuvo en agitación a 200 rpm. Se tomaron muestras de 3 ml a los 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 30, 60, 120, 180 y 240 minutos, estas muestras se filtraron a través de una membrana de nylon de 0.22 micras y se analizó la solución resultante, para determinar la concentración del metal. Las cinéticas de biosorción se construyeron graficando la concentración del metal en la solución residual durante el tiempo transcurrido.

Isotermas de Biosorción

En frascos de polipropileno se colocaron 100 ml de la solución de plomo (10, 50, 100, 500, 1000 y 1500 mg/l). El pH de las soluciones se ajustó a 5.0. A cada una de las soluciones se les adicionó 0.10 g de biomasa, se incubaron a 25 °C en un shaker manteniéndose en agitación a 200 rpm. Durante 4 horas. Posterior a esto, las soluciones se filtraron a través de una membrana de nylon de 0.22 micras y se analizó la solución resultante, para determinar la capacidad de retención de plomo del biosorbente. La capacidad de retención de plomo (q) de la biomasa se calculó de la siguiente forma:

Graficando la capacidad de retención del metal (g de metal

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