Bacterias para el Tratamiento de aguas

1. Irina Salgado Bernal, Mario Cruz Arias, María del Carmen Durán Domínguez, Ramona Oviedo, María Elena Carballo Valdés, Armando Martínez
Sardiñas.
Facultad de Biología, Universidad de La Habana.
Facultad de Química, Universidad Nacional Autónoma de México
Instituto de Ecología y Sistemática (IES) (Cuba).
Objetivos:
RESUMEN
El trabajo trata una de las problemáticas actuales de mayor importancia: el
tratamiento de aguas residuales, tomando como referencia los sistemas de
humedales artificiales o construidos, los cuales representan una alternativa
sostenible para la remoción de contaminantes. nitrógeno). Se obtuvieron 58
aislados, con los cuales se alcanzaron los siguientes porcentajes de respuestas
positivas, para cada prueba: 79 % en fijación de nitrógeno, 17 % en solubilización
de fosfato, 60 % en acumulación de fosfato, 47 % en reducción de nitrato, 0 % en
oxidación de amonio y nitrito y 67 % en amonificación.
ABSTRACT
The present work approaches one of the most important current problems: the
treatment of wastewaters, taking as starting point the artificial or constructed
wetlands systems, which represent a sustainable alternative for removal of
pollutants. 58 bacterial isolates were obtained, with which the following
percentages of positive answers were reached, for each test: 79 % in nitrogen
fixation, 17 % in phosphate solubilization, 60 % in phosphate acumulation, 47 % in
nitrate reduction, 0 % in ammonium oxidation and nitrite oxidation and 67 % in
ammonification.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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Referencias:
Métodos:
Resultados: La característica de fijación de nitrógeno es muy importante en microorganismos que se pretendan emplear en el bioaumento de sistemas de tratamiento de aguas como los humedales artificiales, pues
las plantas no pueden realizar la fijación del nitrógeno atmosférico, los únicos organismos en la naturaleza capaces de realizar esta función son los microorganismos procariontes, ya sean aerobios o
anaerobios.24 La fijación del nitrógeno consiste en la reducción del nitrógeno gaseoso atmosférico a amonio, proceso catalizado por la enzima nitrogenasa. De esta manera las bacterias nitrofijadoras
benefician a las plantas.
Los aislados bacterianos obtenidos no han sido identificados, pero probablemente dentro del
79 % que fijan el nitrógeno se encuentren algunas cepas bacterianas pertenecientes a los géneros: Azotobacter, Azospirillum, Klebsiella, Clostridium, Methanococcus, bacterias de vida libre fijadoras de
nitrógeno,24 pues los aislados estudiados fueron obtenidos de la rizosfera de plantas hidrófitas pertenecientes a humedales naturales.
Interacción con fuentes de fósforo y nitrógeno por las 58 cepas rizosféricas
Los resultados en cuanto a la acumulación de fosfato por los 58 aislados bacterianos (Figura
5) muestran que el 60 % de estos fue positivo. Este resultado es un indicador de la capacidad que pudiera tener la mayoría de las bacterias rizosféricas analizadas para la eliminación de fosfato de las aguas
residuales, como una alternativa viable en la recuperación de este recurso natural.
El 47 % de los microorganismos mostró reducción del nitrato, ya sea reducción parcial hasta nitrito o reducción total hasta dinitrógeno y además un
67 % utilizó nitrógeno orgánico.
Conclusiones: CONCLUSIONES
• El 79 % de los aislados bacterianos obtenidos mostró habilidad para la fijación de nitrógeno atmosférico y el 17 % mostró solubilización de fosfato, constituyendo estos
aislados candidatos para el mejoramiento de las plantas presentes en sistemas de humedales artificiales, destacándose entre ellos los aislados TAN112, 115, 1114,
227, 228, 229, 2211, 315, 317 y 323, por su doble habilidad para realizar las dos acciones.
• Gran parte de los aislados mostraron respuesta positiva en la acumulación de fosfato, reducción de nitrato y amonificación, los cuales podrían ser potencialmente
empleados en el bioaumento de humedales artificiales para la eliminación de nitrógeno y fósforo, destacándose TAN229, TAN119 y TAN315, pues mostraron resultados
positivos en las tres pruebas.
• Los aislados TAN 229 y TAN 315 constituyen herramientas potenciales para su futuro empleo en la biorremediación de aguas residuales a través del bioaumento de
humedales artificiales, pues mostraron respuestas positivas en todas las pruebas realizadas, ya sea en función de mejorar el desarrollo de las plantas o en la
eliminación de nitrógeno y fósforo.
MATERIALES Y MÉTODOS
Cepas empleadas Se emplearon 58 cepas bacterianas provenientes de la rizofera de plantas hidrófitas de la especie (Typha dominguensis). Estas plantas se seleccionaron de
humedales naturales de Ciudad de La Habana, Cuba.
Se siguió el protocolo propuesto por Muratova et al., (2003).19 Se removió el suelo no rizosférico de las raíces; la raíz con suelo rizosférico adherido se lavó en 100 mL de agua destilada y
se agitó por 30 minutos. Se dejaron sedimentar las partículas de suelo y con la
suspensión se prepararon diluciones seriadas de 10-1 a 10-7. Se plaqueron 3 réplicas de cada dilución en agar nutriente y se incubó a 30 ºC (temperatura del lugar de muestreo) por
48 horas. Se seleccionaron las colonias con características visibles diferentes de cada muestra y se conservaron en agar nutriente, plano inclinado, a 4 °C.
Determinación de la capacidad de fijación de nitrógeno
Se empleó el medio Feodorov´s Medium,20 el cual no presenta fuente de nitrógeno. Se sembraron los aislados por estría y se incubó por 72 horas a 30 °C. La lectura de los
resultados se realizó por observación de la presencia o ausencia de crecimiento en el medio empleado.
Determinación de la capacidad de solubilización de fosfato
Se empleó el Medio NBRIP-BPB,21 conteniendo fosfato tricálcico (Ca3(PO4)2) y el indicador bromofenol azul. Se sembraron los aislados en el medio y se incubó por 72 horas. Se realizó la
lectura mediante la observación de zonas de aclaramiento alrededor del crecimiento bacteriano.
Determinación de la acumulación de fosfato
Se empleó un medio base líquido con 300 mg de fosfato de potasio.20 Se inocularon los diferentes aislados, de manera individual y se dejaron en interacción con el medio 72 horas, a
temperatura de 30 ºC y 100 r.min-1. Se analizaron las soluciones antes y después de la interacción con las bacterias, a través del método analítico del molibdato de amonio y el cloruro
estañoso.3, 22 Se realizó la lectura de las muestras en espectrofotómetro a 450 nm.
Determinación de la utilización de diferentes fuentes de nitrógeno
Reducción nitrato
Se utilizó el medio Agua de peptona nitrato.23 La prueba se reveló empleando los reactivos I
y II de Griess Ilosvay, zinc en polvo y observación de la campana de Durham contenida en cada tubo de prueba.
Oxidación de amonio
Se empleó un Medio para Bacterias Oxidadoras de Amonio.
Oxidación de nitrito
Se empleó un Medio para Bacterias Oxidadoras Nitrito.
Amonificación
Se empleó un medio líquido con peptona y cloruro de sodio. Se incubó por 3 semanas y se realizó la lectura de las soluciones en espectrofotómetro a 600 nm.
INTRODUCCIÓN
El agua, más que una parte esencial de nuestro planeta, es un elemento indispensable
para mantener la vida, el crecimiento y el desarrollo de los organismos vivos, por lo que
la protección y el saneamiento de este recurso natural constituyen prioridades para la
humanidad y en las que está comprometida la comunidad científica.
La carga contaminante de las aguas residuales municipales, dada por la presencia de
materia orgánica, nutrientes (nitrógeno y fósforo), así como por cantidades traza de
compuestos recalcitrantes y metales, representa un riesgo ambiental por el potencial
impacto que tiene sobre la calidad de las aguas receptoras, y por su acción directa en la
eutroficación (crecimiento de algas como resultado del exceso de nutrientes en los
cuerpos de agua).
Se han empleado numerosas tecnologías para el tratamiento de las aguas contaminadas,
que incluyen fundamentalmente tratamientos físico – químicos, los cuales permiten la
remoción parcial de la carga orgánica, el nitrógeno y el fósforo.
Los microorganismos rizosféricos, en particular, tienen una importante contribución en la
degradación y remoción de contaminantes; han sido reportadas numerosas bacterias
aisladas de la rizosfera de plantas por sus capacidades degradativas.
Bacterias como herramientas potenciales en el mejoramiento de
humedales artificiales para el tratamiento de aguas