Estudio de la bioprecipitación de plomo mediado por bacterias ureolíticas y su potencial aplicación en suelo agrícola
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Autores
Pineda Fernández, Laura Sofía
Director
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Español
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Resumen
El plomo se ha convertido en una problemática ambiental como resultado del aumento en las emisiones por actividades antropogénicas, y representa un riesgo para la salud y el medio ambiente debido a su potencial toxicidad sobre los seres vivos. Para mitigar el impacto negativo que puede tener este metal, recientemente se ha explorado el método de precipitación de carbonatos inducida por microorganismos (MICP) utilizando bacterias ureolíticas para inmovilizar Pb(II) precipitándolo como carbonato poco soluble, reduciendo así su biodisponibilidad para organismos como las plantas en el suelo. Este proyecto tuvo como objetivo evaluar la capacidad de precipitación de carbonatos de bacterias ureolíticas tolerantes al Pb(II) y su desempeño en la inmovilización del metal en suelo agrícola. Los aislados Bacillus sp. 92g2, Serratia sp. 89b, y Serratia sp. 5b fueron seleccionados dada su alta actividad ureolítica y la capacidad de remover más del 90% del Pb(II) en solución. Después de estudiar el aporte de diferentes mecanismos de inmovilización de Pb(II) con estos aislados, se encontró que, para los aislados del género Serratia, la contribución más importante a la remoción total del metal en solución es la biosorción de Pb(II) sobre la biomasa, mientras que para Bacillus sp. 92g2 la contribución más relevante proviene de la coprecipitación del metal con la matriz de carbonatos formada. La capacidad de precipitación de carbonatos fue comprobada para los tres aislados a través del análisis de los precipitados obtenidos, usando las técnicas de IR, DRX y SEM-EDX. Por último, con el ensayo de aplicación en suelo sólo se encontró una disminución del 20% en la fracción intercambiable del metal después de 13 días de haber inoculado Serratia sp. 5b con un medio suplementado con urea y Ca(II), y del 10% después de adicionar solo medio con urea y Ca(II). Sin embargo, esta disminución no se vio reflejada en un aumento en la fracción de Pb(II) unida a carbonatos. Este trabajo permitió determinar que los aislados Bacillus sp. 92g2, Serratia sp. 5b y Serratia sp. 89b tienen una alta capacidad de remoción de Pb(II) en solución a través de mecanismos de biosorción, adsorción, y coprecipitación del metal, aunque bajo las condiciones experimentales trabajadas no resultó efectivo el tratamiento de inmovilización en suelo agrícola (Texto tomado de la fuente).
Abstract
Lead has become an environmental issue due to increased emissions from anthropogenic activities and represents a health and ecological risk due to its potential toxicity to living organisms. To mitigate the negative impact that this metal can have, the microbiologically induced carbonate precipitation (MICP) method has recently been explored using ureolytic bacteria to immobilize Pb(II) by precipitating it as a poorly soluble carbonate, thus reducing its bioavailability to organisms such as plants. This project aimed to evaluate the carbonate precipitation capacity of Pb(II)-tolerant ureolytic bacteria and their performance in immobilizing the metal in agricultural soil. The isolates Bacillus sp. 92g2, Serratia sp. 89b, and Serratia sp. 5b were selected given their high ureolytic activity and ability to remove more than 90% of Pb(II) in solution. After studying the contribution of different Pb(II) immobilization mechanisms with these isolates, it was found that, for the Serratia isolates the most important contribution to the total removal of the metal in solution is the biosorption of Pb(II) on the biomass. In contrast, for Bacillus sp. 92g2 the most relevant contribution comes from the co-precipitation of the metal with the carbonate matrix formed. The carbonate precipitation capacity was verified for the three isolates through the analysis of the obtained precipitates, using IR, XRD, and SEM-EDX techniques. Finally, with the soil application assay, only a 20% decrease in the metal exchangeable fraction was found after 13 days of inoculating Serratia sp. 5b with medium supplemented with urea and Ca(II), and 10% after adding medium with urea and Ca(II). However, this decrease was not reflected in an increase in the fraction of Pb(II) bound to carbonates. This work allowed us to determine that the isolates Bacillus sp. 92g2, Serratia sp. 5b and Serratia sp. 89b have a high capacity to remove Pb(II) in solution through biosorption, adsorption, and co-precipitation of the metal. However, under the experimental conditions tested, the immobilization treatment in agricultural soil was not effective.
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Descripción
ilustraciones a color, diagramas, fotografías