Enriquecimiento y cultivo de un consorcio sulfato-reductor acidotolerante con capacidad de consumir acetato

Abstract

"Acid mine drainage (AMD) a current generated by the intemperism of mining residues represents several environmental problems due to the high concentrations of dissolved sulfate (g / L), low pH (<4) and the content of dissolved metals. A possible solution to these problems has been proposed using either physicochemical or biological techniques. The physicochemical techniques have some disadvantages the most important is the high cost and waste management. In contrast we have biological methods, which are based on the activity of certain groups of microorganisms that generate alkalinity. Among these we highlight the sulfate-reducing bacteria (SRB), which have been used in bioreactors to solve the AMD due to its ability to reduce sulfate to sulfide, and the sulfur can interact with metals to form metallic sulphides. Furthermore generated HCO3 increases the pH of the environment. And it has been described that SRB can degrade substrates completely, this being a major advantage as the acetate at pH <4 can be toxic and inhibitory because it acts as decoupling membrane and cellular respiration is not possible. The aim of this work was to obtain culturable community enrichments of sulfate-reducing microorganisms retrieved from a naturally acidic environment with high concentrations of sulfate. And the possibility that these communities are able to consume acetate at low pH by sulfate reduction process. This will be possible by microbiological techniques (transfers) for further molecular characterization. Two groups of communities enriched for more than 365 days were used, the main difference between these groups was the initial pH of each one (Group 1 initial pH 4 and Group 2 initial pH of 3). In both groups 3 different donors were used electron were glycerol, lactate and acetate. Different cultivation techniques were tested to obtain sulfate-reducing consortium, supernatant (20%) or slurry (10 or 20%). The evaluated parameters were sulfide production, OD, pH and substrate consumption these parameters were measured every 5 days. Five transfers were made to observe the evaluated parameters. From the fifth transfer tests were conducted to obtain favorable pH, and the triplicates to discard artifacts and molecular assays to characterize the microbial community."

"El drenaje ácido de mina (DAM) es una corriente generada del intemperismo de residuos mineros y causa varios problemas ambientales, ya que presenta altas concentraciones de sulfato disuelto (g/L), bajo pH (<4), además de contener metales disueltos. Se ha tratado de remediar por diferentes técnicas tanto fisicoquímicas como biológicas. Las técnicas fisicoquímicas presentan algunas desventajas entre el alto costo y el manejo de residuos. En contraste, los métodos biológicos basados en la actividad de las bacterias sulfato-reductoras (BSR) representan una alternativa viable. Las BSR han sido utilizadas en bio-reactores para remediar el DAM debido a su capacidad de reducir el sulfato a sulfuro y el sulfuro al interaccionar con metales forma sulfuros metálicos que precipitan, lo que permite su recuperación. Adicionalmente el proceso biológico aumenta el pH del medio como consecuencia de la producción de bicarbonato. Existen BSR que pueden degradar por completo los sustratos, hasta CO2, siendo esto una importante ventaja sobre aquellas BSR que solo degradan el sustrato hasta acetato, ya que el acetato a pH < 4 puede llegar a ser tóxico e inhibitorio ya que actúa como desacoplador de membrana inhibiendo así la respiración celular. En este trabajo se propone obtener enriquecimientos formados por comunidades sulfato -reductoras provenientes de un ambiente naturalmente ácido con altas concentraciones de sulfato, se busca que dichas comunidades sean capaces de consumir acetato a pH bajo mediante el proceso de sulfato-reducción. Mediante técnicas microbiológicas tradicionales (cultivos sucesivos) para su posterior caracterización molecular. Se emplearon dos grupos de comunidades enriquecidas previamente por más de 365 días, el pH inicial del grupo 1 fue de 4 y el del grupo 2 era de 3, en ambos grupos se utilizaron 3 diferentes donadores de electrones: glicerol, lactato, o acetato. Se evaluaron diferentes aproximaciones de cultivo para poder obtener los consorcios sulfato-reductores, una fue inocular con sobrenadante líquido de las botellas (20%) o bien con una suspensión formada por el sedimento y el líquido (10 ó 20%). En los cultivos se evaluó cada 5 días la producción de sulfuro, densidad óptica, pH y consumo de sustrato. Se realizaron 5 transferencias sucesivas de los cultivos. A partir de la quinta transferencia se realizaron ensayos por triplicado para corroborar que los cultivos producían sulfuro y consumían acetato."