Precipitación de cobre por SRB
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UNIVERSIDAD TECNICA PARTICULAR DE LOJAUNIVERSIDAD TECNICA PARTICULAR DE LOJA
Centro de Biología Celular y Centro de Biología Celular y MolecularMolecular
TESISTA: MONICA CUENCA ROJASTESISTA: MONICA CUENCA ROJASDIRECTOR: ING. VICTOR SANMARTINDIRECTOR: ING. VICTOR SANMARTIN
PRECIPITACION DE COBRE (Cu) USANDO UN PRECIPITACION DE COBRE (Cu) USANDO UN CONSORCIO DE BACTERIAS CONSORCIO DE BACTERIAS SULFATORREDUCTORASSULFATORREDUCTORAS
IntroducciónIntroducciónLos procesos industriales generan cantidades de
desechos industriales contaminan el medio ambiente. Muestra de ello es la industria minera al sur del Ecuador(13).
El avance y desarrollo actual de la biotecnología permite el uso de microorganismos como una herramienta para mitigar el impacto ambiental creado por vertido de efluentes lo cual se conoce como Biorremediación.
La producción de sulfuro de hidrógeno en ambientes acuáticos, fuentes hidrotermales y sedimentos marinos ha permitido determinar la presencia de consorcios bacterianos denominados SRB’s(4,18), las mismas que juegan un rol importante en la desintoxicasión de ambientes contaminados.
En el Ecuador no se han reportado estudios acerca de estos microorganismos, por ello el área de Biotecnología M del C.B.C.M, pretende aportar a la búsqueda de alternativas para la descontaminación ambiental
1.1. FIN DEL PROYECTO1.1. FIN DEL PROYECTO:: Contribuir a la investigación Contribuir a la investigación biotecnológica buscando mitigar el impacto ambiental biotecnológica buscando mitigar el impacto ambiental provocado por metales presentes en efluentes mineros.provocado por metales presentes en efluentes mineros.
Objetivo generalObjetivo general: : Producir ácido sulfhídrico para precipitar cobre de soluciones modelo.Producir ácido sulfhídrico para precipitar cobre de soluciones modelo.
Objetivo específicos:Objetivo específicos:• Aislar y cultivar bacterias sulfatorreductoras de ambientes anaerobios.Aislar y cultivar bacterias sulfatorreductoras de ambientes anaerobios.
• Determinar la reducción de sulfatos y crecimiento de biomasa.Determinar la reducción de sulfatos y crecimiento de biomasa.
• Cuantificar las concentraciones de cobre precipitado.Cuantificar las concentraciones de cobre precipitado.
Hipótesis de trabajo Hipótesis de trabajo • H1H1. Las bacterias sulfatorreductoras producen H. Las bacterias sulfatorreductoras producen H22S (Sulfuro de Hidrógeno).S (Sulfuro de Hidrógeno).
• H2H2. La concentración de H. La concentración de H22S producido biológicamente precipita el cobre disuelto S producido biológicamente precipita el cobre disuelto
DISEÑO EXPERIMENTAL A UTILIZAR Y DISEÑO EXPERIMENTAL A UTILIZAR Y VARIABLE DE ESTUDIOVARIABLE DE ESTUDIO
Fase 1: Fase 1: PRODUCCIÓN DE HPRODUCCIÓN DE H22SS• Diseño Factorial:Diseño Factorial:
Variables independientes:Variables independientes:• FC1: FC1: Concentración del sustrato _(0,25; 0,5; 0,75 g/l).Concentración del sustrato _(0,25; 0,5; 0,75 g/l).• TPTP: Tiempo (12,24,48,72,96,120 horas).: Tiempo (12,24,48,72,96,120 horas).Variables dependientes:Variables dependientes:• Reducción de sulfatosReducción de sulfatos• Crecimiento de biomasa Crecimiento de biomasa
VALORESVALORES
CONSTANTESCONSTANTES
PhPh
TT
C. Inóculo: C. Inóculo: A(SRB)
EXPERIMENTO EXPERIMENTO 11
EXPERIMENTO EXPERIMENTO 22
EXPERIMENTO EXPERIMENTO 33
A*FC1*TP*4 A*FC1*TP*4 REPETICIONESREPETICIONES
A*FC2*TpA*FC2*Tp * 4 * 4
REPETICIONESREPETICIONESA*FC3 *Tp* 4 A*FC3 *Tp* 4 REPETICIONESREPETICIONES
Fase 2: Fase 2: PRECIPITACIÓN DE COBREPRECIPITACIÓN DE COBRE
VARIABLES INDEPENDIENTES:VARIABLES INDEPENDIENTES:
Concentración de Cu. Concentración de Cu. Tiempo Tiempo VVARIABLES DEPENDIENTESARIABLES DEPENDIENTESConcentración de cobre en disoluciónConcentración de cobre en disolución..
VALORESVALORES
CONSTANTESCONSTANTES
PhPh
TT
C. Inóculo: C. Inóculo: A(SRB)
EXPERIMENTEXPERIMENTO 1O 1
EXPERIMENTEXPERIMENTO 2O 2
EXPERIMENTEXPERIMENTO 3O 3
A* C1*R1* 4 A* C1*R1* 4 REPETICIONESREPETICIONES
A* C2*R1* 4 A* C2*R1* 4 REPETICIONESREPETICIONES
A* C2*R1* 4 A* C2*R1* 4 REPETICIONESREPETICIONES
Bloque 2: A*C(1-2-3)*R(1,2,3,4,5,6)*NE = 1*3*6*4 repeticiones = 72 experimentos + controles.
NOMENCLATURAA : SRBC1: Concentración del cobre 10 ppmC2: Concentración de cobre 20 ppm.C3: Concentración de cobre 30 ppmR1: Mejor resultado con FC1 en tiempo T
Diseño Factorial
MetodologiaMetodologia• AISLAMIENTO Y CRECIMIENTO DE BACTERIAS AISLAMIENTO Y CRECIMIENTO DE BACTERIAS
SULFATORREDUCTORASSULFATORREDUCTORAS
• DETERMINACIÓN DEL CRECIMIENTO BACTERIANODETERMINACIÓN DEL CRECIMIENTO BACTERIANO
• DETERMINACION DE SULFATOSDETERMINACION DE SULFATOS
• PRECIPITACION DE COBREPRECIPITACION DE COBRE
Resultados y Discusiones (fase Resultados y Discusiones (fase 1)1)Crecimiento de biomasaCrecimiento de biomasa
• A través de tablas del NMP se cuantifica el A través de tablas del NMP se cuantifica el crecimiento de biomasa en 21 días de las SRB2 crecimiento de biomasa en 21 días de las SRB2 nativas en comparación con las Desulfovibrio nativas en comparación con las Desulfovibrio ( DVV)( DVV) SRB 2 Desulfovibrio
NMP
0200000400000600000800000
10000001200000
O 7 14 21
T:dìas
crec
imie
nto
bact
.
CRECIMIENTO BACTERIANO
-50000
0
50000
100000
150000
200000
0 5 10 15 20 25
T: Días
NM
P
SRB 2
Reducción de sulfatosReducción de sulfatos• Se realizo en tres concentraciones diferentes de 0,25;0,50 Se realizo en tres concentraciones diferentes de 0,25;0,50
y 0,75 g/l de Fuente de carbono (ácido láctico).y 0,75 g/l de Fuente de carbono (ácido láctico).
REDUCCIÓN DE SULFATOS
0
0,1
0,2
0,3
0 20 40 60 80 100 120 140
T: Horas
Absor
bancia
CONCENTRACIÓN:0,25g/l concentración:0,50g/l CONCENTRACIÓN: 0,75g/l
Bacterias SRB 2 Bacteria Desulfovibrio
reducción de sulfatos
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0 50 100 150
tiempo: horas
abso
rban
cia
FC: 0,25g/l 0,50g/l 0,75g/l
REDUCCION DE SULFATOS concentración: 0,25g/l
0,21
0,22
0,23
0,24
0,25
0,26
0,27
0,28
horas-h1 horas-h2 horas-h3 horas-h4 horas-h5 horas-h6
T: horas
Ab
sorb
an
cia
REDUCCIÓN DE SULFATOSConcentración: 0,50g/l
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
0,3
horas-h1 horas-h2 horas-h3 horas-h4 horas-h5 horas-h6
T: horas
Abs
orba
ncia
REDUCCIÓN DE SULFATOSCONCENTRACIÓN: 0,75g/l
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
0,3
horas-h1 horas-h2 horas-h3 horas-h4 horas-h5 horas-h6
T: horas
abso
rban
cia
GRAFICO DE MEDIAS
GRAFICO DE ENTORNOCarbono tiempo absorbancia
0,25 12 0,21375
0,25 24 0,2275
0,25 48 0,1755
0,25 72 0,202
0,25 96 0,22875
0,25 120 0,2015
0,5 12 0,22975
0,5 24 0,2055
0,5 48 0,166
0,5 72 0,193
0,5 96 0,18775
0,5 120 0,1485
0,75 12 0,22275
0,75 24 0,194
0,75 48 0,16375
0,75 72 0,157
0,75 96 0,16525
0,75 120 0,1225
carbono
tie
mp
o
0,70,60,50,40,3
120
100
80
60
40
20
absorvancia
0,16 - 0,180,18 - 0,20
> 0,20
< 0,140,14 - 0,16
Contour Plot of absorvancia vs tiempo; carbono
Resultados y Discusiones (fase 2)Resultados y Discusiones (fase 2)
COBRE PRECIPITADO
-2
0
2
4
6
8
10
0 20 40 60 80 100 120 140
T: Horas
ppm
Cu
10 ppm Cu 20 ppm Cu 30 ppm Cu
Concentraciones de cobre en tres diferentes concentración de 10 ppm, 20ppm y 30 ppm de cobre (Cu).
PRECIPITACIÓN DE COBRE
-5
0
5
10
0 20 40 60 80 100 120 140
T: Horas
ppm
Cu
10 ppm Cu 20 ppm Cu 30 ppm Cu
Bacterias: SRB2 Bacteria: Desulfovibrio (Dvv)
Ordenación y agrupamientos de los grupos no significativamente diferentes:
Categorías Media Agrupamientos
C1 0,370 A
C2 0,260 A
C3 0,240 A
Factor concentracion
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
0,3
0,35
0,4
C1 c1 C2 C3
concentracion
Categorías Media Agrupamientos
C3 0,340 A
c1 0,293 A
C2 0,233 B
Grafico de las medias:•Bacterias: SRB2
Factor concent
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
0,3
0,35
0,4
c1 C2 C3
concent
Bacterias Desulfovibrio (Dvv)
Gráfico de las medias
• La diapositiva de discusión y resultados la La diapositiva de discusión y resultados la eliminé porque la discusión tiene que eliminé porque la discusión tiene que hacerla en cada una de las variables por hacerla en cada una de las variables por ejemplo en la fase 1 : crecimiento de ejemplo en la fase 1 : crecimiento de biomasa, reducción de sulfatos; en la fase biomasa, reducción de sulfatos; en la fase 2: la precipitación de Cu a las diferentes 2: la precipitación de Cu a las diferentes concentraciones. Estas discusiones tiene concentraciones. Estas discusiones tiene que compararlas con la bibliografía que compararlas con la bibliografía consultadaconsultada
• Le abrí una diapositiva para las Le abrí una diapositiva para las conclusiones estas pueden ser 3 o 5 no conclusiones estas pueden ser 3 o 5 no más, deben ir acorde con los objetivos más, deben ir acorde con los objetivos específicosespecíficos
CoclusionesCoclusiones
• Las conclusiones deben ir acorde con Las conclusiones deben ir acorde con los objetivos específicos planteadoslos objetivos específicos planteados
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Mine Drainage by a Natural WelandMine Drainage by a Natural Weland. Burlington.. Burlington.
PERSPECTIVASPERSPECTIVAS
• Precipitación de metales pesados ( Precipitación de metales pesados ( en en muestras reales).muestras reales).
• Precipitación de metales de estas muestras Precipitación de metales de estas muestras por medio de 1 ó más consorcios por medio de 1 ó más consorcios bacterianos.bacterianos.
• Precipitación química de metales en Precipitación química de metales en comparación con la precipitación comparación con la precipitación biológicabiológica..
• Sorción de metales pesados de estos Sorción de metales pesados de estos efluentes con hongos- Sorción química.efluentes con hongos- Sorción química.
• Precipitación de metales pesados de los Precipitación de metales pesados de los procesos de bioxidación realizados- procesos de bioxidación realizados- laboratorio con consorcios bacterianos.laboratorio con consorcios bacterianos.
• Caracterización Molecular de las SRB`s.Caracterización Molecular de las SRB`s.
GRACIASGRACIAS
POR SU POR SU ATENCIONATENCION