Estudio fisiológico y molecular de un consorcio microbiano en condiciones sulfatorreductoras
El presente trabajo contribuye al estudio del proceso de sulfatorreducción, así como al entendimiento de las interacciones entre la respuesta fisiológica dentro de un consorcio en condiciones sulfatorreductoras y la estructura de la comunidad microbiana presente. Se estudió el efecto de la velocidad...
| Author: | |
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| Format: | doctoral thesis |
| Status: | Published version |
| Publication Date: | 2008 |
| Country: | México |
| Institution: | Universidad Autónoma Metropolitana |
| Repository: | Repositorio Institucional de la UAM Iztapalapa |
| Language: | Spanish |
| OAI Identifier: | oai:bindani.izt.uam.mx:79407x45d |
| Online Access: | https://doi.org/10.24275/uami.79407x45d |
| Access Level: | Open access |
| Keyword: | info:eu-repo/classification/LEM/Microbiología info:eu-repo/classification/LEM/Sewage -- Purification info:eu-repo/classification/LEM/Water -- Pollution -- Sulfur info:eu-repo/classification/LEM/Sulfur info:eu-repo/classification/LEM/Azufre info:eu-repo/classification/LEM/Microbiology info:eu-repo/classification/LEM/Aguas residuales -- Purificación info:eu-repo/classification/LEM/Agua -- Contaminación -- Eliminación de azufre info:eu-repo/classification/cti/6 |
| Summary: | El presente trabajo contribuye al estudio del proceso de sulfatorreducción, así como al entendimiento de las interacciones entre la respuesta fisiológica dentro de un consorcio en condiciones sulfatorreductoras y la estructura de la comunidad microbiana presente. Se estudió el efecto de la velocidad de carga y la influencia del sulfuro sobre la eliminación de sulfato y carbono orgánico total, la cual fue evaluada a través de variables de respuesta tales como eficiencias de consumo, rendimientos de producto y velocidades específicas de consumo de sustrato. Para profundizar en el estudio sobre las interacciones entre la respuesta fisiológica y la estructura microbiana se utilizaron técnicas de biología molecular como la amplificación al azar del ADN polimórfico (RAPD) y la técnica de separación de ADN por electroforesis en gel con gradientes desnaturalizantes (DGGE). Asimismo, las bandas del gel de DGGE fueron secuenciadas y analizadas filogenéticamente. En todos los casos se utilizó el mismo consorcio (lodo), en condiciones sulfatorreductoras y fisiológicamente estable. Para determinar el efecto de diferentes velocidades de carga de sulfato (VCS, 290 a 981 mg S-SO4/Ld) y lactato a una relación C/S estequiométrica (0.75) sobre el proceso sulfatorreductor (PSR) se utilizó un reactor continuo de lecho anaerobio de flujo ascendente (UASB). Se realizaron ensayos en cultivo en lote para evaluar el efecto diferentes concentraciones iniciales de sulfuro (0 a 200 mg S-sulfuro/L) sobre las variables de respuesta fisiológicas del PSR. Asimismo, se evaluó la dinámica de la comunidad microbiana del ADN total, de la comunidad bacteria y arquea en el reactor UASB a las cinco velocidades de carga de sulfato y lactato. Los resultados en el UASB, mostraron que con el incremento de la VCS, las eficiencias de consumo de carbono orgánico total y de sulfato disminuyeron de 93±3 a 66%±2 y de 60±5 a 45%±4, respectivamente. Las eficiencias de consumo de lactato fueron cercanas al 100%. Se acumularon acetato y propionato. Los rendimientos de sulfuro disuelto fueron constantes y cercanos a uno, mientras los rendimientos de biomasa y metano fueron muy bajos en todos los casos. La concentración de sulfuro más alta fue de 385 ± 45 mg S-sulfuro/L. La relación producto/biomasa fue de 52 mg S-sulfuro/g sólidos suspendidos volátiles (SSV). En los cultivos en lote, en el control con lactato sin sulfato se observó la fermentación del lactato a acetato y propionato. Cuando estuvieron presentes lactato y sulfato hubo fermentación y sulfatorreducción. Cuando se adicionó sulfuro, ˙nicamente se presentó el PSR. Las velocidades específicas de consumo de acetato y propionato fueron hasta once veces menores que las velocidades específicas de consumo de lactato. A una concentración mayor que 150 mg S-sulfuro/L se observó una disminución de las eficiencias de consumo, rendimientos de producto y velocidades específicas de consumo. El análisis de la relación sulfuro/SSV mostró que el descenso en las eficiencias de consumo y la acumulación de acetato y propionato en el reactor continuo UASB no estuvieron relacionados con la inhibición por sulfuro, sino con una baja velocidad específica de consumo de acetato y propionato. El análisis de las secuencias del gen 16S ADNr, mostró la presencia de cepas relacionadas con la sulfatorreducción de lactato y acetato, bacterias fermentativas de lactato y metanogénicas. Los resultados indicaron que el proceso respiratorio en estado estacionario a 290 mg S-SO4/Ld estuvo relacionado con una comunidad microbiana estable. Se observaron pocos cambios en la comunidad microbiana con el incremento de la VCS. El análisis de datos de los patrones de bandas mediante los índices de diversidad (H), equidad (J) y el coeficiente de similitud (C) indicó una comunidad microbiana diversa, equitativa y similar mayor que 73%, independientemente de los cambios en la VCS y la concentración de sulfuro. Estos resultados sugirieron que la disminución en los valores de eficiencias de consumo del PSR no estuvo relacionada con los cambios en la comunidad microbiana o con un efecto tóxico del sulfuro. |
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