TRATAMIENTOS BIOLÓGICOS PARA LA REMOCIÓN DEL COLORANTE ÍNDIGO

TRATAMIENTOS BIOLÓGICOS PARA LA REMOCIÓN DEL COLORANTE ÍNDIGO

UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN SIMON

FACULTAD DE CIENCIAS Y TECNOLOGIA

CENTRO DE AGUAS Y SANEAMIENTO AMBIENTAL

Nombre: Urquidi Portillo Jessica Claudia

Materia: Laboratorio de Investigación

Docente: Henry Antezana

Gestión: II / 2011

COCHABAMBA – BOLIVIA


ÍNDICE

1. INTRODUCCIÓN

Introducción...……………………………………………………………………….. 1

2. FUNDAMENTO TEÓRICO

Colorantes…………………………………………………………………………… 2

Las aguas residuales de la industria textil …………………………………………... 2

Los colorantes reactivos empleados en la industria textil y eliminados en el agua residual

…………………………………………………………………………….... 3

Tratamiento de efluentes……………………………………………………………. 4

Métodos Biológicos………………………………………………………………… 4

Tratamientos bacterianos………………………………………………………….... 7

Mecanismos de remoción de color empleados por bacterias anaerobias………….... 8

3. OBJETIVOS

Objetivo General…………………………………………………………………... 10

Objetivos Específicos…………………………………………………………….... 10

4. METODOLOGÍA

Reactivación de cepas……………………………………………………………... 10

Selección de cepas para la evaluación …………………………………………….. 10

Selección de longitud de onda de mayor absorción para el colorante. ……………. 11

5. RESULTADOS

Selección de longitud de onda de mayor absorción para el colorante azul ……….. 11

Reactivación de cepas……………………………………………………………... 13

Selección de cepas para la evaluación …………………………………………….. 13

Calculo de la constante cinética para muestra de agua residual textil …………….. 18

6. CONCLUSIONES

Conclusiones………………………………………………………………………. 18

7 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

Referencias bibliográfica………………………………………………………… 20


1. INTRODUCCIÓN

Una de las necesidades más importantes del ser humano es la vestimenta, necesidad que a

través de los años ha sido la causa del enorme desarrollo de la industria textil. Los procesos

productivos comprendidos en este tipo de industria corresponden a una cadena de

operaciones demandantes de grandes cantidades de agua, la cual proviene generalmente de

pozos y que por su calidad serviría para el consumo humano, cría de animales y riego.2

Los vertimientos de sustancias toxicas al medio ambiente, ha sido una problemática que

desde hace algunas décadas ha llamado la atención de organismos gubernamentales.

Numerosas técnicas se han empleado con el fin de minimizar el impacto que estas causan a

los ecosistemas.7

Con el fin de realizar procesos beneficiosos para el medio ambiente, se han implementado

soluciones que implican el uso de microorganismos como bacterias, hongos y algas, los

cuales tienen la capacidad de atrapar y/o degradar estas sustancias algunas veces hasta su

mineralización.7

El empleo de grandes volúmenes de agua por la industria textil ha originado un severo

problema ambiental a nivel mundial: el desecho de aguas residuales altamente

contaminadas. Los contaminantes de mayor cuidado en el efluente residual textil son los

colorantes y con ellos, los subproductos generados a partir de su ruptura molecular, algunos

de ellos tóxicos y/o mutagénicos.7

Existen alrededor de cien mil colorantes disponibles en diversas industrias. Cada año se

producen setecientas mil toneladas métricas de colorantes alrededor del mundo, que son

desechados en gran medida en aguas residuales de industrias como la papelera y la textil.7

En tal sentido, se han desarrollado tecnologías fundamentadas en los procesos biológicos

como alternativas viables en la eliminación parcial o total de diferentes compuestos

orgánicos. Estos procesos utilizan principalmente bacterias que se encuentran en el mismo

ambiente que se pretenda remediar, además se adicionan los macro y micro nutrientes

necesarios para el mantenimiento de las cepas bacterianas.4


2. FUNDAMENTO TEÓRICO

Colorantes

La raza humana ha usado colorantes desde hace miles de años y el primero en usarlos se

cree que fue el hombre de Neandertal hace 180.000 años. Sin embargo, el primer uso

conocido de un colorante orgánico fue mucho después, hace 4.000 años, cuando el

colorante azul índigo se encontró en una tumba egipcia. A finales del siglo XIX, todos los

colorantes en su mayoría eran naturales los cuales usaban materias primas como plantas,

insectos y moluscos, los cuales eran generalmente preparados en pequeñas escalas.1

Los colorantes son sustancias orgánicas fluorescentes o de color intenso que imparten color

a una sustancia incolora, o bien, a un sustrato por medio de una absorción selectiva de luz.

Sus moléculas están constituidas por tres grupos funcionales, el cromóforo, que es el grupo

responsable de la absorción de luz, dándole la propiedad de color a la molécula; los

auxócromos, que le dan afinidad por la fibra e intensifican el color; y por último el

solubilizador que le da la afinidad a solventes diversos y esta dado por la presencia de

iones.1

De los colorantes producidos en el mundo, una gran cantidad son desechados en el

ambiente a través de los efluentes, un dos porciento es descargado directamente a los

efluentes por las operaciones de manufactura, y el diez por ciento es descargado por la

industrias que consumen colorantes.1

Las aguas residuales de la industria textil

El proceso de producción de la industria textil, requiere del uso de grandes volúmenes de

agua en cada una de sus fases. En el Ecuador una empresa textil puede ocupar en promedio

70 m3 por tonelada de tela. En España, Estados Unidos, Francia y Alemania, se utilizan 125

m3, 125-170 m

3, 100-150 m

3, 120 m

3 por cada tonelada de tela producida respectivamente

(Pey, 2008), que posteriormente se convierten en aguas residuales cargada de cantidades

importantes de colorantes no fijados en el proceso de tinturación (Bock y Rott, 2003).2

Las aguas residuales de tipo textil provienen de la descarga correspondiente a los procesos

de: desengomado (15%), descrude y mercerizado (20%) y del blanqueo, teñido y lavado

(65%) (Mansilla et al., 2001). La composición del agua residual depende de los compuestos


orgánicos y químicos utilizados, así como también de los colorantes empleados. En general,

se caracterizan por ser alcalinas y tener elevados niveles de DBO (entre 700 y 2000 mg/L)

y DQO. Entre los contaminantes presentes están los sólidos en suspensión, aceites

minerales, compuestos orgánicos como el fenol, sustancias orgánicas halogenadas por el

uso de solventes, metales pesados (cromo, cobre, zinc, plomo, níquel) y restos de colorantes

no fijados en la tela (IFC, 2007).2

Los colorantes reactivos empleados en la industria textil y eliminados en el agua

residual

Los colorantes reactivos se caracterizan por poseer un anillo cloro triazínico con grupos

amino e hidroxilo. El anillo reactivo se conecta al cromóforo mediante un enlace amino

formando la molécula completa del colorante, la cual se fija a la celulosa por la reacción

con un grupo hidroxilo del anillo celulósico. Los colorantes reactivos se caracterizan por

formar enlaces químicos covalentes con las fibras, de alta solidez (Melnikov y Moriganor,

1982). De acuerdo a sus grupos reactivos se subdividen en: Monoclorotriazínicos,

Diclorotriazínicos, Vinilsulfónicos, Tricloropirimidínicos, Vinilsulfonamidinicos,

Vinilsulfónicos y Monocloro difluor pirimidínicos.2

Los grupos reactivos se fijan a la celulosa y de acuerdo a la reacción que establezcan con

ésta, se clasifican en dos grupos: 1) colorantes reactivos que forman ésteres de celulosa y 2)

colorantes reactivos que forman éteres de celulosa (figura 2.1).

Figura 2.1: Reacción de esterificación entre la celulosa y el colorante reactivo con

anillo heterocíclico (Cegarra, 1980).

Los que no tienen anillos en sus grupos reactivos (colorantes vinilsulfónicos y

acriloilamídicos), reaccionan por adición nucleofílica al doble enlace C = C, en medio

alcalino (figura 2.2).


*Col-: grupo cromóforo

Figura 2.2: Reacción de formación de éteres de los colorantes vinilsulfónicos con

celulosa (Cegarra, 1980).

La mayoría de colorantes utilizados en la industria textil son los de tipo azo (-N=N),

aproximadamente el 70% de los colorantes textiles de los diez mil colorantes

manofacturados. Los colores más comunes de este tipo son el amarillo, el naranja y el rojo

Los colorantes azo son generalmente recalcitrantes a la biodegradación por sus estructuras

complejas y de naturaleza xenobiótica que requieren de 10 tratamientos anaerobios para su

mineralización (Khalid et al., 2007). 2

Tratamiento de efluentes

Por lo general, resulta bastante difícil tratar los efluentes textiles debido a que las industrias

producen aguas residuales multicomponentes. Las aguas residuales coloridas contienen una

gran cantidad de sólidos suspendidos, una alta demanda química de oxígeno y el pH es

fluctuante, lo cual hace que sean difíciles de tratar. Además, el colorante contenido en los

efluentes puede variar diariamente e incluso cada hora, estas variaciones oscilan entre 10 y

200 mg/L.

La investigación de tratamientos eficaces y prácticos para la remoción de colorantes en las

aguas residuales ha generado un creciente interés en los últimos años. En la Figura 1.3 se

resumen las principales tecnologías utilizadas para la eliminación de estos contaminantes.

Varios autores reportan las características y aplicaciones de las tecnologías desarrolladas

más importantes. La mayoría de estos autores las dividen en tres principales categorías:

métodos biológicos, químicos y físicos.1


Figura 2.3. Métodos principales para la remoción de colorantes (Robinson y col., 2001)

Métodos Biológicos

Existe una gran variedad de tratamientos biológicos, los cuales son métodos más

económicos en comparación con los procesos químicos y físicos. Los métodos de

biodegradación como la degradación microbiana, adsorción por microorganismos vivos o


muertos y sistemas de biorremediación son aplicados para el tratamiento de efluentes

industriales porque muchos microorganismos como las bacterias, levaduras, algas y hongos

son capaces de acumular y degradar diferentes contaminantes. Sin embargo, la aplicación

de estos métodos no es tan factible debido a sus limitaciones técnicas. 1

Dentro del tratamiento biológico con el uso de bacterias, tanto condiciones aerobias como

anaerobias han sido estudiadas, principalmente en cuanto a la ruptura del doble enlace

–N=N- que caracteriza a los colorantes azoicos. La ruptura de este enlace requiere la

presencia de agentes donadores de electrones, los cuales tomarán como aceptor final el

enlace azo. En condiciones aerobias, el oxígeno compite con el colorante por los electrones

convirtiéndose en el aceptor final. Los colorantes azo contienen sustituyentes de grupos

nitro y sulfónicos recalcitrantes para las bacterias aerobias.2

Los microorganismos anaerobios a más de generar electrones para la ruptura del enlace azo,

permiten alcanzar un bajo potencial redox necesario para una decoloración eficiente del

agua. De ahí que el tratamiento más recomendable es el uso de bacterias anaerobias. Bajo

condiciones anaerobias se desarrollan microorganismos que tiene la propiedad de tolerar

bajas concentraciones de oxígeno, tal es el caso de algunas especies pertenecientes a los

géneros Actynomices, Propionibacterium, Lactobacillus, Clostridium, entre otros. Cuando

en el medio existen bajas concentraciones de oxígeno, se desarrollan las especies

anaerobias aerotolerantes a condiciones específicas de pH; Lactobacillus por ejemplo,

puede desarrollarse a un pH de 4. Pese al desarrollo de microorganismos aerobios mientras

exista oxígeno disponible aquellos encargados de la remoción de color serán los

anaerobios.2

La decoloración por cultivos mixtos tanto como por cultivos puros, requiere generalmente

de un sustrato alterno que constituya el donador de electrones para la ruptura del enlace

azo; entre los posibles co-sustratos están el extracto de levadura, peptona y la glucosa. En

condiciones anóxicas, la eficiencia de la glucosa como sustrato alterno dependerá del

inóculo. 2


Tratamientos bacterianos

El desarrollo de procesos de biotecnología encaminados hacia la decoloración de efluentes

industriales, buscan obtener como meta principal, la remoción de un amplio espectro de

colorantes, así como un alto porcentaje de degradación y decoloración.

Algunos factores ambientales pueden influenciar en la decoloración de las aguas residuales,

tales como el pH, temperatura y cantidad de oxigeno disponible en el medio, ya que a

ciertas condiciones, las moléculas de los colorantes se pueden descomponer en compuestos

de bajo peso molecular. De esta forma podemos encontrar biotransformación de tipo

aerobia o anaerobia.5

Figura 2.4 secuencia de eventos en un proceso de biotransformación bacteriana. (Barragán

2004)

Durante el proceso de biotransformación, las enzimas con poder reductor que se encuentran

en células bacterianas, se unen con el compuesto químico para formar un complejo, (1), (2),

el cual al reaccionar (3) produce derivados que pueden ser liberados extracelularmente (4).

Algunos procesos pueden influenciar en la velocidad de reacción como la disponibilidad

del compuesto (5). La capacidad enzimática del microorganismo por cambios genéticos (6)

y el crecimiento de la población bacteriana que lleva a cabo la biotransformacion (7)

Barragan 2004.5


Mecanismos de remoción de color empleados por bacterias anaerobias

El proceso anaeróbico de remoción de colorantes azo radica en la ruptura del doble enlace

–N=N- mediante un proceso que comprende la transferencia de cuatro electrones,

equivalentes reductores que actúan sobre el enlace. El proceso de ruptura se divide en dos

fases, cada una implica la transferencia de dos electrones al enlace azo que es el aceptor

final (figura 2.5).

Figura 2.5. Hipótesis de decoloración por acción bacteriana (Yoo et al., 2001).

No se conoce con exactitud si se trata de un mecanismo de ruptura intra o extra celular. La

hipótesis más aceptada es que muchas bacterias posen enzimas citoplasmáticas específicas

que actúan como azo reductasas y que bajo condiciones anaerobias transfieren electrones

mediante flavinas solubles a los colorantes azo. Sin embargo, se cree que la ruptura del

enlace azo es un proceso extracelular, ya que colorantes azo sulfonados de alta polaridad no

pueden penetrar la membrana de la célula. Estas propuestas han sido corroboradas por

investigaciones en las que se observa mayor eficiencia de remoción en extractos celulares

en comparación al uso de células completas.2

El mecanismo de ruptura requiere de la participación de un co-sustrato, mediadores y el

colorante azo. En cada paso se dan reacciones enzimáticas encargadas de la reducción. En

primer lugar, el co-sustrato en estado reducido que se oxida por acción enzimática. Estas


enzimas que actúan oxidando el sustrato, reducen a los mediadores que se encuentran en

estado oxidado. Los mediadores pueden ser compuestos de flavina como son la Flavina

Adenina Dinucleótido, la Flavina Adenina Mononucleótido y la riboflavina, así como

compuestos quinónicos como son la antraquinona 2,6-disulfonada (AQDS), antraquinona-

2-sulfonada (AQS). Los mediadores son reducidos por enzimas no específicas

convirtiéndose en el primer aceptor de electrones del co-sustrato que es el donador.

Finalmente los electrones son químicamente transferidos al colorante azo como aceptor

terminal de electrones con la consecuente regeneración del mediador.2

Un factor importante en los mecanismos de remoción de color, es el tipo de respiración que

llevan a cabo los microorganismos. Bajo condiciones anaerobias existen varios tipos de

respiración clasificados de acuerdo al aceptor final de electrones, entre los que se

encuentran la acetogénesis, desnitrificación y reducción del sulfato. Cada uno de estos

procesos, tolera la presencia de diferentes concentraciones de oxígeno; tal es el caso de la

nitrificación y la sulfato reducción, cuyos microorganismos pueden sobrevivir y

desarrollarse en condiciones anóxicas. Las bacterias metanogénicas por el contrario,

necesitan condiciones de anaerobiosis más estrictas para su supervivencia.2

Bacterias anaerobias facultativas en bajas concentraciones de oxígeno y una fuente de

carbono fácilmente biodegradable como la glucosa, reducen el nitrato a nitrógeno gaseoso o

a óxido nitroso (N2O) y el óxido nítrico (NO) por un + proceso de desnitrificación en el que

intervienen enzimas nitratoreductazas presentes en bacterias anaerobias facultativas.

Cuando los sulfatos son los aceptores de electrones, se lleva a cabo un proceso de

respiración que comienza con la adenilación del sulfato para formar adenosina 5-

fosfosulfato (APS), el cual es reducido por una enzima APS reductaza a sulfito (SO3 -2

). En

presencia de una fuente de carbono donadora de electrones el ATP requerido es

proporcionado por la fermentación del sustrato de carbono. En el proceso, los electrones

son transportados de las enzimas hidrogenasas a las enzimas APS reductasas que

conjuntamente con la sulfito reductasa concluyen la reducción del sulfato a sulfuro de

hidrógeno (H2S).2


3. OBJETIVOS

Objetivo General

Evaluar la capacidad de degradación de los colorantes textiles eliminados en aguas

residuales empleando cepas bacterianas.

Objetivos Específicos

Identificar el crecimiento de cepas bacterianas en un medio colorante reportado por

Barragán (2004)

Seleccionar microorganismos capaces de remover el colorante índigo.

Comparar la capacidad en la degradación de los colorantes por las diferentes cepas a

usar.

4. METODOLOGÍA

Reactivación de cepas

Para la reactivación de las cepas se usará el medio colorante reportado por Barragán (2004)

cuyos componentes son 20g/L de agar-agar, 5g/L de colorante, 0.007g/L de NaCl, 0.004g

de CaCl2*2H2O, 0.002g/L de MgSO4*7H2O, 0.028g/L de K2HPO4, 0.028g/L de KH2PO4.

Selección de cepas para la evaluación

Para la selección de cepas bacterianas, se evaluará el crecimiento de todas las cepas en un

medio mineral estéril. Se evaluará una concentración de colorante de 200ppm.

Para dicha concentración de 200ppm de colorante la composición del medio será: 20g/L de

agar-agar, 0.007g/L de NaCl, 0.004g de CaCl2*2H2O, 0.002g/L de MgSO4*7H2O, 0.028

g/L de K2HPO4, 0.028 g/L KH2PO4, 10g/L de extracto y 5g/L de peptona.

Una vez preparado el medio se procederá a eliminar cualquier microorganismo que pueda

contaminar el medio (autoclavar). Seguidamente se realizará la siembra por estrías de las

cepas a usar. Se incubará a una temperatura de 35ºC y se evaluará el crecimiento de forma

cualitativa durante 5 días.


Para la selección de las mejores cepas, se comparará el crecimiento, teniendo como control

positivo el crecimiento de las cepas en los medios usados para reactivación.

Una vez seleccionadas las mejores cepas se procederá a sembrar estas en el medio colorante

reportado por Barragán 2004 modificado.

La composición de medio a usar será: 0.007g/L de NaCl, 0.004g de CaCl2*2H2O,

0.002g/L de MgSO4*7H2O, 0.028g/L de K2HPO4, 0.028g/L de KH2PO4, 10g/L de

extracto, 5g/L de peptona y los 0.2g/L de colorante. Esta muestra se mantendrá en agitación

constante de 200 rpm y 35ºC durante 72 horas tiempo en el cual se dará lectura a su

respectiva absorbancia.

Selección de longitud de onda de mayor absorción para el colorante.

Para conocer la longitud de onda máxima para el colorante, se prepararán soluciones de

colorante a diferentes concentraciones de 4 a 40 ppm. Se realizara un barrido completo de

longitudes de onda para identificar el λ máximo de absorción.

Una vez obtenido el λ de mayor absorción para el colorante, se medirá a esa longitud de

onda diferentes concentraciones de colorante, por duplicado, permitiendo obtener una

ecuación de la línea recta para calcular la concentración en ppm presentes en la muestra

determinada.

5. RESULTADOS

Selección de longitud de onda de mayor absorción para el colorante azul.

Se determinaron los espectros de absorción y las curvas de calibración para el colorante y la

muestra textil con el fin de determinar la concentración residual del colorante durante la

cinética de remoción.

La figura 5.1 muestra el espectro de absorción completo para el colorante azul en el cual se

escogió el pico más alto pues en este hay mayor susceptibilidad.


0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

0 10 20 30 40 50

con

cen

trac

ion

(p

pm

)

Absorbancia (nm)

Figura 5.1Espectro de absorción completo para el colorante azul

Se determinó la longitud de onda máxima a la cual se realizaron las lecturas de la

absorbancia. Para la muestra de colorante azul se escogió 590nm y para la muestra textil se

eligió 650nm.

Calculo de la curva de calibración para el colorante azul

Haciendo variar la concentración de colorante se pudo obtener la curva de calibración.

Abs = 0.035 + 0.030*concentración(C)

0

1

2

3

4

5

6

7

666381536367491302381666361497288664468546372485301

abso

rban

cia

longitud de onda

Concentración

(ppm)

Absorbancia

(nm)

40 1.193

30 0.969

20 0.655

10 0.324

4 0.139

A=0.03497560976

B=0.02985694184

r=0.9976180722


Reactivación de cepas

Se trabajó con 22 cepas bacterianas extraídas de las lagunas facultativas de Albarrancho y

en filtros contaminados con pesticidas, para la reactivación de estas cepas se uso medio

colorante reportado por Barragán 2004.

Selección de cepas para la evaluación

Se sembraron las 22 cepas en cajas petri y se evaluó cualitativamente el crecimiento de

estas en el medio usado Barragán 2004. La tabla 5.1 describe si hubo o no crecimiento de

los diferentes microorganismos.

Cepa Crecimiento Cepa Crecimiento

2A2 poco 3A2 no

3A2* no 6L3` poco

A21 poco 1B poco

B31 no 6L3-X poco

1L2-1 poco 2A1-1 poco

B32 poco 3A21 no

X-219 no 3A1-22 poco

F31 no 4L-XX poco

4L-21` no B12 no

6L3`-1 poco 6L3`` poco

A24-1 poco 624-1 no

Tabla 5.1 evaluación del crecimiento de las 22 cepas en medio colorante Barragán 2004

De las 22 cepas que se evaluaron solo crecieron algunas, se pudo observar que unas

crecieron mas que otras pero sin degradar óptimamente el color. Primeramente se evaluó

una concentración de 5g/L de colorante como lo reporta el medio Barragán 2004 como no

se observo un notable crecimiento de microorganismos debido a la alta concentración del

colorante se probo con una concentración de 200ppm.

De las 22 cepas sembradas se escogió aquellas que presentaron el mayor crecimiento y se

las sembró en el medio colorante Barragán 2004 usando la concentración de 200ppm.


Solo algunas cepas mostraron un crecimiento considerable en el medio con la nueva

concentración de 200ppm y las cepas seleccionadas fueron:

2A1-1 (extraída de las lagunas facultativas de Albarrancho)

3A1-22 (extraída de los filtros contaminados con pesticidas)

B32 (extraída de las lagunas facultativas de Albarrancho)

A) B) C)

Figura 5.2 crecimiento de microorganismos en medio colorante con concentración de

200ppm a los 5 días. A) B32; B) 2A1-1; C) 3A1-22.

Como se puede observar en la figura 5.2 el crecimiento de los microorganismos es notable

como también la remoción del color.

La cepa B32 creció en forma cremosa agrupándose en un solo lado del medio y presentaba

un color beige.

La cepa 2A1-1 creció en gran parte del medio de forma cremosa y presento un color beige

La cepa 3A1-22 mostro un crecimiento efectivo ya que se extendió por casi todo el medio

además de adoptar un color beige.

Se usaron las tres cepas para evaluar su eficiencia en la remoción del colorante de

concentración igual a 200ppm usando el medio reportado por Barragán 2004 modificado.


La tabla 5.2 muestra los resultados de remoción de colorante obtenidos por biodegradación

posterior a las 72 horas de evaluación, 200 rpm, 35ºC.

Tratamiento

usado

Concentración

Inicial(ppm)

Concentración

Final (ppm)

Porcentaje de

remoción (%)

2A1-1 29.5 9.47 67.9

B32 26.4 10.83 58.98

3A1-22 26.9 7.33 72.75

Tabla 5.2 resultados usando los 3 tratamientos

Las muestras que se obtuvieron a las 72 horas fueros centrifugadas durante 5 minutos y

10000 rpm para leer su absorbancia ya que estas tenían presencia de biomasa colorida

precipitada como también biomasa en suspensión.

La siguiente figura muestra el equipo que se uso para lograr que las muestras estén a 35ºC y

200rpm

Figura5.3 montaje experimental


Luego de haber transcurrido más de 4 días las muestras obtuvieron un color amarillento

(fig.5.4), perdiendo por completo el color azul que poseían inicialmente.

En estas muestras se pudo percibir un olor desagradable como también un cambio en el

color de la biomasa precipitada ya que de un color azul paso a un amarillo mas consistente.

Figura5.4 comparación de las 3 muestras

El tratamiento con la cepa 2A1-1 tardo más tiempo en cambiar su color sin embargo su

color fue más claro que el obtenido en el tratamiento con la cepa B32. A continuación se

hizo una comparación entre las cepas 2A1-1 y 3A1-22.

Figura5.5 comparación muestras con cepas 2A1-1 y 3A1-22

2A1-1 3A 1-22

B32

3A1-22 2A1-1


De acuerdo a la figura 5.5 se observó que la cepa 3A1-22 fue la que removió el color a un

tono mas claro comparado con los demás tratamientos. Por lo tanto se realizo el mismo

ensayo usando la biomasa obtenida por el tratamiento con esta cepa para observar su

comportamiento en la degradación de aguas residuales textiles.

Se uso el mismo medio Barragán 2004 pero con algunas variaciones: 0.007g/L de NaCl,

0.004g de CaCl2*2H2O, 0.002g/L de MgSO4*7H2O, 0.028g/L de K2HPO4, 0.028g/L de

KH2PO4, 5g/L de extracto. Y se procedió de la misma manera se sembró dicha biomasa se

dejo a 35ºC y 200rpm. Se dio lectura a la absorbancia a 650nm a las 72h.

A las 72 horas la muestra presento una notable variación en cuanto a su color ya que este se

torno un azul menos intenso además que se precipitaron partículas coloreadas tal como se

observa en la figura 5.6

Pasado el tiempo de observación luego de cortar la agitación y dejándolo a temperatura

ambiente la muestra de agua textil tomó un color mas verduzco además de tener mas

biomasa precipitadas de un color azul. La figura 5.7 muestra la variación del color a las 72h

y pasado ese tiempo.

Figura 5.6 muestra textil pasadas las 72h. fig5.7 muestras a

las 72h y 135 h

Al emplear el tratamiento con la cepa 3A1-22 a la muestra coloreada se precipito cierta

cantidad de biomasa coloreada que presentaba mayor consistencia pero al usar el

72 135


tratamiento en la muestra de agua residual textil se formo biomasa precipitada en mayor

cantidad e inconsistente.

Calculo de la constante cinética para muestra de agua residual textil

Tiempo (h) Absorbancia (nm) lnAbs/Abs0

0 1.735 0

72 1.420 -0.2004

135 1.380 -0.2289

Suponiendo que la cinética es de primer orden

-k=B la constante cinética es k= 0.001 horas-1

6. CONCLUSIONES

El presente trabajo de investigación tuvo como objetivo seleccionar cepas bacterianas con

capacidad de remover el colorante textil índigo. Para alcanzar el objetivo, se sembraron

cepas bacterianas extraídas de suelos contaminados con pesticidas, de estas cepas se

escogieron las que mostraron un aumento en su población en el medio reportado por

y = -0,001x - 0,024R² = 0,868

-0,3

-0,25

-0,2

-0,15

-0,1

-0,05

0

0 50 100 150

lnA

bs/

Ab

s 0

tiempo (h)


Barragán 2004. De las muestras cuya capacidad de remoción de color fue evaluada

mediante ensayos. La cepa con mayor capacidad de remoción de los colorantes en estudio,

fue seleccionada.

El método biológico más efectivo para la remoción del colorante índigo fue realizado con la

cepa 3A1-22 con una remoción de color de 72.5%.

En los resultados obtenidos en los diferentes tratamientos puede notarse como la remocion

varia de acuerdo al tratamiento dado y tambien se aprecia que ninguno de los tratamientos

es del todo efectivo con el colorante como tambien con la muestra de agua residual textil

(tabla 5.3).

Dado que durante el primer ensayo solo se adiciono el colorante como fuente de carbono y

nitrógeno puede que el metabolismo se halla visto inhibido o retrasado, impidiendo la

observación de decoloración del medio en el periodo evaluado.

La suplementación nutricional con una fuente de carbono adicional como la peptona fue

necesaria para inducir la remoción del colorante por acción enzimática de los

microorganismos, ya que en ausencia de este compuesto no se pudo observar crecimiento

alguno por lo tanto no hubo variación en el color.

La cepa 3A1-22 fue la que mostro mayor capacidad de remoción del colorante esta cepa fue

extraída de filtros contaminados con pesticidas, la remoción variara de acuerdo a la

capacidad que estos posean para producir o no enzimas capaces de degradarlos así como de

la resistencia que tengan, ya que estas sustancias son toxicas para la mayoría de las células.

Las constantes de remocion permiten evaluar de forma directa el tiempo que tardara el

microorganismo en retirar el colorante del medio, asi como permite determinar que

tratamiento es mas eficiente en cuanto a velocidad de remoción. La constante cinética

obtenida para la muestra de agua residual textil fue 0.001 horas-1

Barragán y colaboradores

(2007) reportan constantes de degradación de valores de 0.0075 dias-1

al usar como


tratamiento una cepa de Pseudomonas sp., y 0.0037 dias-1

con Morganella sp., estos

valores son inferiores a los encontrados durante el experimento con 3A1-22 estos valores

variaran de acuerdo a las sustancia a degradar, su complejidad, la disponibilidad para el

microorganismo, incluso variaran de acuerdo a los sustituyentes que esten presentes en los

anillos fenolicos, que componen los colorantes.

7 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

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TRATAMIENTOS BIOLÓGICOS PARA LA REMOCIÓN DEL COLORANTE ÍNDIGO

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