Remediación de sedimentos contaminados con manganeso (Mn) y zinc (Zn) utilizando Saccharomyces cerevisiae aisalada del río San Pedro en Cananea, Sonora

Abstract

Existen diversos factores que pueden provocar la contaminación de suelos por metales pesados, entre ellos se encuentran la industria petroquímica, el uso de agroquímicos y la actividad minera, por mencionar algunos. Sin embargo, existen algunos métodos que pueden ser utilizados para ayudar a la descontaminación del suelo, y dentro de éstos se encuentran los fisicoquímicos y los biológicos. Uno de los métodos biológicos a los que hay que prestarle especial atención es al proceso de biorremediación, ya que este hace uso de microorganismos para ayudar a la transformación de los contaminantes presentes en el suelo por medio de procesos microbianos, como es la biosorción; que contribuye a la descontaminación del suelo y consiste en la captación de iones metálicos por medio de biomasa viva o muerta a través de mecanismos como la adsorción y el intercambio iónico. En el presente trabajo de investigación se estudió el proceso de biosorción utilizando biomasa de Saccharomyces cerevisiae como biosorbente para la remoción de manganeso y zinc, cuyas concentraciones estaban presentes en los sedimentos. Se estudió la cinética y capacidad de biosorción en sistema en lote a un pH de 5-6, 30 °C y 150 rpm. Para la cinética de biosorción se estudió el modelo cinético de pseudo- segundo orden, donde se obtuvo una constante cinética de 0.0442 y 0.0171 g/mgmin para 1 g y 5 g de sedimento, respectivamente; para evaluar la capacidad de biosorción se estudiaron los modelos de Langmuir y Freundlich, y los datos experimentales de manganeso mostraron un mejor ajuste al modelo de Freundlich (n = 0.5, R2 = 0.85), por otro lado, para los datos experimentales de zinc se obtuvo un ajuste favorable para ambos modelos de biosorción, donde para Langmuir se obtuvo una capacidad de biosorción máxima (qm) de 70.79 mg/g y para Freundlich se obtuvo un valor de n = 1.32, indicando una isoterma favorable para el sistema estudiado. También se evaluó la remoción de ambos metales con biomasa de Saccharomyces cerevisiae en sistema en semicontinuo (25-30 °C, pH 5-6), donde se utilizó una columna empacada con sedimento en la cual se alimentó biomasa como biosorbente; en el análisis de remoción de metales se obtuvieron porcentajes de 34.05% para manganeso y 14.01% para zinc, los cuales podrían atribuirse a las condiciones a las cuales se llevó a cabo el proceso, así como también a la tolerancia de Sacharomyces cerevisiae a estos metales. Este mismo sistema, biomasa-metal- sedimento, se caracterizó por medio de Microscopia Electrónica de Barrido (MEB), lo cual comprobaron la presencia de microorganismos; así como también con técnicas moleculares, las cuales ayudaron a la identificación de los microorganismos presentes en el sedimento antes y después de llevar a cabo el proceso de biosorción. En este estudio se pudieron determinar las condiciones para que el sistema biosorbente-especie metálica arrojara resultados que comprueban que el uso de microorganismos autóctonos es una alternativa que contribuye a la mejora del medio ambiente del suelo en este caso; también se pudo contribuir de manera científica sobre técnicas de biología molecular para conocer la diversidad microbiana que predomina en este ambiente antes y después de llevar a cabo el proceso de biosorción