Utilización de microalgas como alternativa para la remoción de metales pesados

Deimer   Vitola; Alexander   Pérez; Donicer Montes

doi:10.22490/21456453.4568

Vol. 13 Núm. 1 (2022)

Publicado

21-12-2021

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Vitola, . D. ., Pérez, A. . ., & Montes, D. (2021). Utilización de microalgas como alternativa para la remoción de metales pesados . Revista De Investigación Agraria Y Ambiental, 13(1), 195-203. https://doi.org/10.22490/21456453.4568

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Utilización de microalgas como alternativa para la remoción de metales pesados

DOI: https://doi.org/10.22490/21456453.4568

Sección

Área Ambiental

Deimer Vitola Universiadad de Sucre

Alexander Pérez universiadad de sucre

Donicer Montes Universidad de Sucre

Contextualización: la contaminación directa de cuerpos de agua, por vertimientos de agua residual contaminada con metales pesados, es un problema importante que se ha agudizado en las últimas décadas, debido a que los metales pesados pueden alterar el correcto funcionamiento de los ecosistemas.

Vacío de investigación: se hace necesario y urgente la búsqueda de alternativas de remoción de contaminantes metálicos que sean de bajo costo y amigables con el ambiente. En ese sentido, la biosorción es una alternativa que cumple con estas características y su modo de uso es simple.

Propósito del estudio: se planteó como objetivo determinar la capacidad de biosorción de los metales pesados Hg, Cd y Pb por las microalgas Chlorella vulgaris y Scenedesmus obliquus, inmovilizadas en fibra de estropajo (Luffa cylindrica), así como la desorción de estos como estrategia de recuperación.

Metodología: Para la determinación del Cd y Pb se utilizó un espectrofotómetro de absorción atómica de llama aire-acetileno y para el Hg, uno de absorción atómica con vapor frío. El análisis de los metales pesados removidos se realizó en el sobrenadante y la capacidad de desorción se determinó en el sobrenadante resultante de la biomasa microalgal, la cual se trató con solución acuosa de ácido y centrifugada. Se realizó un análisis de varianza mediante un diseño completamente al azar. Las diferencias estadísticas significativas (p < 0,05), se determinaron mediante la prueba de Tukey.

Resultados y conclusiones: los resultados indican diferencias significativas en la biosorción de metales pesados. Chlorella vulgaris tuvo la mayor biosorción con 94,77 ± 1,63 % para Cd, 92,45 ± 3,95 % de Pb y 81,78 ± 1,36 % de Hg; mientras que Scenedesmus obliquus removió el 90,08 ± 2,69 % de Cd, 86,17 ± 1,78 % de Pb y 80,2 ± 5,49 % de Hg. Y con respecto a la desorción, Chlorella vulgaris presentó los promedios más alto con 97,29 ± 1,93 % de Hg, 96,86 ± 2,14 % de Cd y 95,48 ± 1,19 % de Pb; mientras que Scenedesmus obliquus mostró una desorción de 96,74 ± 2,14 % de Hg, 95,15 ± 2,90 % de Cd y 93,82 ± 2,68% de Pb. Estos resultados demuestran que la aplicación de biomasa microalgal inmovilizada para la biosorción de metales pesados es una alternativa de biorremediación.

contaminación, Chlorella vulgaris, Scenedesmus, metales pesados, biosorción

Adam, S., Kumar, P.S., Santhanam, P., Kumar, S.D., Prabhavathi, P. (2015). Bioremediation of tannery wastewater using immobilized marine microalga Tetraselmis sp.: experimental studies and pseudo-second order kinetics. J. Mar. Biol. Oceanogr, 4(1), 1-11.

Ahmad, A., Bhat, A.H., & Buang, A. (2018). Biosorption of transition metals by freely suspended and Ca-alginate immobilised with Chlorella vulgaris: Kinetic and equilibrium modeling. J. Clean. Prod, 171, 1361-1375.

Akhtar, N., Iqbal, J., & Iqbal, M. (2004). Removal and recovery of nickel(II) from aqueous solution by loofa sponge-immobilized biomass of Chlorella sorokiniana: characterization studies. J. Hazard. Mater, 108(1-2), 85–94.

Awual, M.R., Hasan, M.M., Khaleque, M.A., & Sheikh, M.C. (2016). Treatment of copper(II) containing wastewater by a newly developed ligand based facial conjugate materials. Chem. Eng. J, 288, 368-376.

Awual, M.R., Ismael, M., Khaleque, M.A., & Yaita, T. (2014). Ultra-trace copper(II) detection and removal from wastewater using novel meso-adsorbent. J. Ind. Eng. Chem, 20(4), 2332-2340.

Benítez, A.S., Pérez, C.A., & Vitola, R.D. (2018). Removal and recovery of mercury in vitro using immobilized live biomass of Chlorella sp. Indian J. Sci. Technol, 11(45), 1-8.

Bilal, M., Rasheed, T., Sosa-Hernández, J.E., Raza, A., Nabeel, F., & Iqbal, H. (2018). Biosorption: an interplay between marine algae and potentially toxic elements-a review. Mar. Drugs, 16(2), p. 65.

Covarrubias, S., de Bashan, L., Moreno, M., & Bashan, Y. (2012). Alginate beads provide a beneficial physical barrier against native microorganisms in wastewater treated with immobilized bacteria and microalgae. Appl. Microbiol. Biotechnol. 93(6), 2669-2680.

Crowe, W., Allsopp, P.J., Watson, G.E., Magee, P.J., Strain, J.J., Armstrong, D.J., Ball, E., McSorley, E.M. 2017. Mercury as an environmental stimulus in the development of autoimmunity-A systematic review. Autoimmun. Rev. 16(1), 72-80.

De Bashan, L.E., Bashan, Y. (2010). Immobilized microalgae for removing pollutants: Review of practical aspects. Bioresour. Technol, 101, 1611–1627.

Díaz-Arriaga, F.A. 2014. Mercurio en la minería del oro: impacto en las fuentes hídricas destinadas para consumo humano. Rev. Salud Pública. 16(6), 947-957.

Emenike, C.U., Agamuthu, P., Fauziah, S.H. 2017. Sustainable remediation of heavy metal polluted soil: A biotechnical interaction with selected bacteria species. J. Geochem. Explor. 182 (Part B), 275-278.

Gutiérrez-Benítez, O., González-Álvarez, J., Freire-Leira, M.S., Rodríguez-Rico, I.L., y Moreira-González, A.R. (2014). Potencialidades de un biosorbente algal para la remoción de metales pesados. Tecnología Química, 34(1), 82-93.

Hernández, Y., Pérez, A., & Vitola, R.D. (2018). Biosorption of mercury and nickel in vitro by microalga Chlorella sp. in solution and immobilized in dry fruit of squash (Luffa cylindrica). Indian J. Sci. Technol, 11(41), 1-8.

Kandilian, R., Jesus, B., Legrand, J., Pilon, L., & Pruvost, J. (2017). Light transfer in agar immobilized microalgae cell cultures. J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transf. 198, 81-92.

Kumar, M., Singh, A.K. & Sikandar, M. 2018. Study of sorption and desorption of Cd (II) from aqueous solution using isolated green algae Chlorella vulgaris. Appl. Water Sci, 8, 225. https://doi.org/10.1007/s13201-018-0871-y

Kumar, S.D., Santhanam, P., Jayalakshmi, T., Nandakumar, R., Ananth, S., Devi, A.S., BalajiPrasath, B. 2013. Optimization of pH and retention time on the removal of nutrients and heavy metal (zinc) using immobilized marine microalga Chlorella marina. J. Biol. Sci, 13, 400-405.

Lee, C.S., & Fisher, N.S. (2017). Bioaccumulation of methylmercury in a marine diatom and the influence of dissolved organic matter. Mar Chem, 197, 70-79.

Liu, Y.K., Seki, M., Tanaka, H., Furusaki, S. 1998. Characteristics of loofa (Luffa cylindrica) sponge as a carrier for plant cell immobilization. J. Ferment. Bioeng., 85, 416-421.

Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible República de Colombia (MADS). (2015). Resolución 0631 de 2015 “Por la cual se establecen los parámetros y los valores límites máximos permisibles en vertimientos puntuales a cuerpos de aguas superficiales y a sistemas de alcantarillado público, y se dictan otras disposiciones. 62 p.

Nabizadeh, R., Naddafi, K., Mesdaghinia, A., & Nafez, A.H. (2008). Feasibility study of organic matter and ammonium removal using loofa sponge as a supporting medium in an aerated submerged fixed-film reactor (ASFFR). Electron J. Biotechnol, 11(4), 1-9.

Nguyen, T. A. H., Ngo, H. H., Guo, W. S., Zhang, J., Liang, S., Yue, Q. Y, Li, Q., & Nguyen, T. V. (2013). Applicability of agricultural waste and by-products for adsorptive removal of heavy metals from wastewater. Bioresour. Technol, 148, 574-585.

Renu, K., Madhyastha, H., Madhyastha, R., Maruyama, M., & Arunachlam, S. (2017). Role of arsenic exposure in adipose tissue dysfunction and its possible implication in diabetes pathophysiology. Toxicol. Lett, 284, 86-95.

Reyes, Y., Vergara, I., Torres, O. E., Díaz, M., & González, E.E. (2016). Contaminación por metales pesados: implicaciones en salud, ambiente y seguridad alimentaria. Revista Ingeniería, Investigación y Desarrollo. 16(2), 66-77.

Staun, C., Vaughan, J., Lopez-Anton, M.A., Rumayor, M., Martínez-Tarazona, M.R. 2018. Geochemical speciation of mercury in bauxite. Applied Geochemistry. 93, 30-35.

Tahmasebi, E., Masoomi, M. Y., Yamimi, Y., & Morsali, A. (2015). Application of mechanosynthesized azine-decorated zinc (II) metal-organic frameworks for highly efficient removal and extraction of some heavy-metal ions from aqueous samples: a comparative study. Inorg. Chem. 54(2), 425-433.

Tang, J., He, J., Xin, X., Hu, H., & Liu, T. (2018). Biosurfactants enhanced heavy metals removal from sludge in the electrokinetic treatment. Chemical Engineering Journal. 334, 2579-2592.

Vargas, L.S., Marrugo, N.J. (2019). Mercury, Methylmercury and other Heavy Metals in Fish in Colombia: Risk From Ingestion. Acta Biol. Colomb. 24(2), 232-242. DOI: http://dx.doi.org/10.15446/abc.v24n2.74128

Vitola, R.D.C., Pérez, C.A.F., & Oviedo, G.Y. (2018). Biodegradation activity of crude oil by Chlorella sp. under mixotrophic conditions. Indian J. Sci. Technol, 11(29), 1-8.

Yin, K., Wang, Q., Lv, M., & Chen, L. (2019). Microorganism remediation strategies towards heavy metals. Chem. Eng. J., 360, 1553-1563.

Zhao, J., Liu, J., Li, N., Wang, W., Nan, J., Zhao, Z., & Cui, F. (2016). Highly efficient removal of bivalent heavy metals from aqueous systems by magnetic porous Fe3O4-MnO2: Adsorption behavior and process study. Chemical Engineering Journal, 304, 737-746.

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