REMOCIÓN DE CADMIO Y PLOMO EN UN EFLUENTE MINERO DE  TICAPAMPA-RECUAY, ANCASH CON BIOMASA SECA DE Serratia marcescens M8a-2T

Antori  Alegre Quijano; Susana M.  Gutiérrez Moreno

doi:10.21704/ac.v82i2.1788

Autores/as

Antori Alegre Quijano Posgrado de la Facultad de Ingeniería Geológica, Minas, Metalúrgica y Geográfica, Universidad Nacional Mayor de San Marcos, Lima, Perú.
Susana M. Gutiérrez Moreno Laboratorio de Microbiología y Biotecnología Microbiana, Universidad Nacional Mayor de San Marcos, Lima, Perú.

DOI:

https://doi.org/10.21704/ac.v82i2.1788

Palabras clave:

Bioadsorción, metales pesados, Metodología de Superficie de Respuesta (RSM), diseño de Box- Behnken, Serratia marcescens

Resumen

En el presente trabajo se utilizó biomasa seca de Serratia marcescens M8a-2T con el objetivo de remover cadmio y plomo presentes en una muestra de efluente minero en concentraciones de 496,18 µg/L y 513,55 µg/L respectivamente. La optimización de la remoción de dichos metales se realizó usando la Metodología de Superficie de Respuesta (RSM) y el diseño experimental de Box-Behnken considerando las variables pH (2; 3 y 4), concentración de biomasa (1; 2 y 3 mg/mL) y tiempo de contacto (15; 30 y 45 minutos). El porcentaje máximo de remoción de cadmio que se obtuvo fue de 97,11% a pH 4, con 2 mg/mL de biomasa durante 45 minutos. Mientras que el porcentaje máximo de remoción de plomo fue de 98,63% a pH 4, con 1 mg/mL de biomasa durante 30 minutos de contacto. Los altos niveles de significancia (p<0.05) de los modelos de regresión y ANOVA obtenidos indican al pH como la variable de mayor influencia. La Metodología de Superficie de Respuesta demostró ser de mucha utilidad para optimizar procesos de biorremediación.

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Referencias

• Al-Garni, S. M. (2005). Biosorption of lead by Gramnegative capsulated and non-capsulated bacteria. Water Sa, 31(3), 345-350.

• Banerjee, A., Sarkar, P., & Banerjee, S. (2016). Application of statistical design of experiments for optimization of As (V) biosorption by immobilized bacterial biomass. Ecological Engineering, 86, 13- 23.

• Bezerra, M. A., Santelli, R. E., Oliveira, E. P., Villar, L. S., & Escaleira, L. A. (2008). Response surface methodology (RSM) as a tool for optimization in analytical chemistry. Talanta, 76(5), 965-977.

• Cañizares-Villanueva, R. O. (2000). Biosorción de metales pesados mediante el uso de biomasa microbiana. Revista Latinoamericana de Microbiologia-Mexico-, 42(3), 131-143.

• Castañé, P. M., Topalián, M. L., Cordero, R. R., & Salibián, A. (2003). Influencia de la especiación de los metales pesados en medio acuático como determinante de su toxicidad. Revista de Toxicología, 20(1), 13-18.

• Castillo, L., Satalaya, C., Paredes, U., Encalada, M., Zamora, J. & Cuadros, G. (2021). Pasivos ambientales mineros en el Perú: Resultados de la auditoría de desempeño sobre gobernanza para el manejo integral de los PAM. Documento de Política en Control Gubernamental (1ra ed.). Contraloría General de la República. Lima, Perú.

• Choińska-Pulit, A., Sobolczyk-Bednarek, J., & Łaba, W. (2018). Optimization of copper, lead and cadmium biosorption onto newly isolated bacterium using a Box-Behnken design. Ecotoxicology and environmental safety, 149, 275- 283.

• Chowdhury, S. R., & Yanful, E. K. (2013). Kinetics of cadmium (II) uptake by mixed maghemite-magnetite nanoparticles. Journal of environmental management, 129, 642-651.

• CIPER [Centro de Investigación Periodística]. 2011. Pasivos Ambientales Mineros en Perú: bombas de tiempo de las que nadie se hace responsable. Disponible en https://ciperchile.cl/2011/11/17/pasivos- ambientales-mineros-en-peru-bombas-de-tiempo- de-las-que-nadie-se-hace-responsable/.

• Decreto Supremo N° 010-2010 [Ministerio del Medio Ambiente]. Por el cual se aprueban los Limites Máximos Permisibles – LMP, para la descarga de efluentes líquidos de Actividades Minero – Metalúrgicas. 21 de agosto de 2010.

• García, R., Campos, J., Cruz, J. A., Calderón, M. E., Raynal, M. E., & Buitrón, G. (2016). Biosorption of Cd, Cr, Mn, and Pb from aqueous solutions by Bacillus sp strains isolated from industrial waste activate sludge. TIP, 19(1), 5-14.

• Glave, M., & Kuramoto, J. (2002). Minería, minerales y desarrollo sustentable en Perú. En V.

• L. Bacchetta (Ed.), Minería, minerales y desarrollo sustentable en América del Sur (1ra ed., pp. 529- 591). Centro de Investigación y Planificación del Medio Ambiente (CIPMA) & Centro Internacional de Investigaciones para el Desarrollo (IDRC) - Iniciativa de Investigación sobre Políticas Mineras (IIPM).

• Gutiérrez S.M. 2015. Estudio de la Bioadsorción de Cadmio y Plomo con Biomasa de Serratia marcescens M8a-2T, a Nivel de Laboratorio. Tesis doctoral, Universidad Nacional Mayor De San Marcos, Lima. Perú. 29 p.

• Hasan, S. H., Srivastava, P., & Talat, M. (2009). Biosorption of Pb (II) from water using biomass of Aeromonas hydrophila: central composite design for optimization of process variables. Journal of Hazardous Materials, 168(2-3), 1155-1162.

• Khan, Z., Rehman, A., Hussain, S. Z., Nisar, M. A., Zulfiqar, S., & Shakoori, A. R. (2016). Cadmium resistance and uptake by bacterium, Salmonella enterica 43C, isolated from industrial effluent. AMB Express, 6(1), 54.

• Kumar, R., Singh, R., Kumar, N., Bishnoi, K., & Bishnoi, N. R. (2009). Response surface methodology approach for optimization of biosorption process for removal of Cr (VI), Ni (II) and Zn (II) ions by immobilized bacterial biomass sp. Bacillus brevis. Chemical Engineering Journal, 146(3), 401-407.

• Lopez, A., Lazaro, N., Priego, J. M., & Marques, A. M. (2000). Effect of pH on the biosorption of nickel and other heavy metals by Pseudomonas fluorescens 4F39. Journal of Industrial Microbiology and biotechnology, 24(2), 146-151.

• Parmar, P., Shukla, A., Goswami, D., Patel, B., & Saraf, M. (2020). Optimization of cadmium and lead biosorption onto marine Vibrio alginolyticus PBR1 employing a Box-Behnken design. Chemical Engineering Journal Advances, 4, 100043.

• Pons, M. P., & Fuste, M. C. (1993). Uranium uptake by immobilized cells of Pseudomonas strain EPS 5028. Applied Microbiology and Biotechnology, 39(4-5), 661-665.

• Rani, M. J., Hemambika, B., Hemapriya, J., & Kannan, V. R. (2010). Comparative assessment of heavy metal removal by immobilized and dead bacterial cells: a biosorption approach. African Journal of Environmental Science and Technology, 4(2).

• Rubio, D. I., Calderón, R. A., Gualtero, A. P., Acosta, D. R., & Rojas, I. J. (2015). Tratamientos para la remoción de metales pesados comúnmente presentes en aguas residuales industriales. Una revisión. Ingeniería y Región, 13, 73-90.

• Sandoval, G. M. (2006). Aproximación teórica a la biosorción de metales pesados por medio de microorganismos. Revista CES Medicina Veterinaria y Zootecnia, 1(1), 77-99.

• Sheng, X., Ting, Y. P., & Pehkonen, S. O. (2008). The influence of ionic strength, nutrients and pH on bacterial adhesion to metals. Journal of Colloid and Interface Science, 321(2), 256-264.

• Tur-Naranjo, E., de los Milagros Orberá-Ratón, T., Romagosa-Álvarez, Y., & Pérez-Silva, R. M. (2013). Bioadsorción de plomo (II) por biomasa microbiana seca: Efecto del pH. Revista Cubana de Química, 25(1), 75-81.

• Vilela-Pincay, W., Espinosa-Encarnación, M., & Bravo-González, A. (2020). La contaminación ambiental ocasionada por la minería en la provincia de El Oro. Estudios de la Gestión: revista internacional de administración, (8), 210-228.

• Witek-Krowiak, A., Chojnacka, K., Podstawczyk, D., Dawiec, A., & Pokomeda, K. (2014). Application of response surface methodology and artificial neural network methods in modelling and optimization of biosorption process. Bioresource technology, 160, 150-160.

• Yuan, W., Cheng, J., Huang, H., Xiong, S., Gao, J., Zhang, J., & Feng, S. (2019). Optimization of cadmium biosorption by Shewanella putrefaciens using a Box-Behnken design. Ecotoxicology and environmental safety, 175, 138-147.