| Summary: | La contaminación ambiental se ha incrementado con el paso de los años y por tal
razón diariamente se realizan innovaciones en los procesos tecnológicos utilizados
para reducir y prevenir los problemas ambientales. Uno de los principales
contaminantes de cuerpos de agua a nivel mundial son los metales pesados
debido a su alto grado de toxicidad. En las últimas tres décadas la biotecnología
ambiental juega un papel trascendente en el estudio e implementación de
procesos de tratamiento donde los organismos son los protagonistas en dichos
procesos. Existe poca información sobre el acoplamiento de un proceso
biotecnológico anaerobio con un aerobio. Por lo que, en el presente trabajo de
tesis se evaluó bajo ciertas condiciones experimentales por separado y en
conjunto un biorreactor empacado de flujo ascendente con actividad sulfato
reductora y un humedal artificial horizontal de flujo sub-superficial. Se estudió el
efecto de la turba pre-tratada sobre la actividad de un consorcio microbiano sulfato
reductor para eliminar cromo (Cr VI) y plomo (Pb II) en solución. La comunidad
bacteriana más activa (235.7 mmol H2S/g SSV) fue seleccionada entre ocho
consorcios. Como fuente de carbono se empleó turba la cual fue tratada por 10
min con 20% de HCl, está presentó una elevada capacidad para adsorber iones
de la solución. La constante de afinidad de sustrato (Ks) fue 740 g DQO/L y la
relación DQO/SO4
2- fue de 0.71. Se presentó la mayor producción de sulfuro
biogénico a pH 5. Se utilizó un biorreactor de lecho empacado de flujo ascendente
con un flujo de 8.3 mL/min por 180 h y tiempo de retención hidráulico (TRH) de 0.8
h obteniendo una eficiencia de remoción del 90 % para el plomo y 65 % para el
cromo. La eficiencia de remoción estuvo relacionada con la toxicidad del metal
pesado sobre las comunidades bacterianas. El berro (Nasturtium officinale) se
empleó como especie vegetal rizofiltradora dentro del humedal horizontal de flujo
sub-superficial. Es de fácil propagación y crece en sistemas inundados. Las
semillas de berro (Nasturtium officinale) en presencia del metal (5- 200 mg /L) no
mostraron disminución en el porcentaje de germinación pero si en crecimiento de
la plántula. Concentraciones monométalicas superiores a 3 mg Cr (VI)/L; 12 mg Pb
(II)/L y concentraciones bimétalicas superiores 5 mg Pb (II) – 5 mg Cr (VI)
disminuyen el crecimiento de la planta en más del 50 %. A pH 6 se favorece el
crecimiento, pero soporta rangos de pH de 5 a 8. En el estudio se demostró que el
berro (Nasturtium officinale) demostró ser capaz de acumular cromo y plomo en
raíces > tallos = brotes > hojas. Los valores obtenidos de factor de
bioconcentración (>1) y factor de traslocación (>1) sugieren que esta especie
vegetal puede ser utilizada en programas de fitoestabilización. El humedal artificial
horizontal de flujo sub-superficial fue eficiente en la remoción del 98 % del cromo
total. Sin embargo, este porcentaje estuvo repartido entre la retención en plantas
del 2.3 %; por el sustrato rocoso (grava) con el 53 % y el restante 44.2 % no se
sabe con certeza cuál fue el mecanismo que actuó para su retención. Mientras
que para el plomo las plantas retuvieron 610 mg/kg y cerca del 80 % del plomo (II)
se precipitó favoreció por el pH (7.8) del medio acuso y la interacción con la grava
debido a su composición química basada principalmente en aluminosilicatos. El
software Visual Minteq 3.0 mostró como resultado, que los compuestos formados
están asociados principalmente a carbonatos [Pb(CO3)2, PbCO3 y PbHCO3
+ ]. El sistema de tratamiento empleado del biorreactor con actividad sulfato reductora y
el humedal artificial sembrado con Nasturtium officinale removieron el 98.2 % de
Pb total y 95.7 % de Cr total.
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