REMOSION DE MATERIA ORGANICA DE LAS AGUAS RESIDUALES VERTIDAS AL RIO PASTO CON BACTERIAS PRODUCTORAS DE POLIHIDROXIALCANOATOS

INTRODUCCION Teniendo en cuenta que los ríos son fuentes de vida y abastecimiento para las ciudades y que permiten el estableciendo de la flora y la fauna se hace necesario buscar un sistema que busque la recuperación de estos cursos de agua contaminados por la actividad humana. El metabolismo microbiano en estas aguas residuales puede considerarse como un “medio de cultivo” que permita el crecimiento de determinadas poblaciones microbianas las cuales bajo una interacción y diversas reacciones puedan llevar a cabo procesos de degradación de la metería orgánica , estos procesos de bioconservacion pueden ser de gran impacto ya que es posible desarrollar sistemas económicos eficientes y sin subproductos contaminantes que permitan la recuperación de metabolitos con amplias aplicaciones industriales como los PHAs ( Polihidroxialcanoatos los cuales son poliésteres formados por especies bacterianas que tienen el potencial de reemplazar os plásticos de origen petroquímico con la ventaja que son biodegradables )

OBJETIVOS Evaluar la síntesis de

Polihidroxialcanoatos como una estrategia para disminuir la carga orgánica acumulada en las aguas residuales vertidas al rio Pasto

Valoras la síntesis de Polihidroxialcanoatos por las bacterias aisladas del rio pasto

CONTAMINACION EN LOS RIOS El agua constituye uno de los recursos naturales

imprescindibles para el sostenimiento de todas la formas de vida den el planeta su empleo no es siempre racional y las fuentes de agua son impactadas por diferentes concentraciones de sustancias contaminantes. La contaminación externa causa graves daños sobre el equilibrio eco sistémico y se genera a partir de residuos industriales, urbanos, agropecuarios y ganaderos

Principales sustancias contaminantes provenientes de sectores industriales

SITUACION RIO PASTO Nace hacia el oriente de la ciudad de san Juan de

Pasto entre el paramo de Bordoncillo y Tabano sobre 3200msnm se conforma por 18 micro cuencas alcanza una longitud de 58 km hasta su desembocadura en el rio Juanambu, por el paso de cuidad el rio recibe las aguas de Diez quebradas, durante este recorrido el rio Pasto se ha convertido en deposito permanente de toda clase de vertimientos que ha modificado sus características fisicoquímicas y biológicas convirtiéndolo en una corriente con alta concentración de materia orgánica

REGISTRO FOROGRAFICO RIO PASTO

COMPOSICION DEL AGUA RESIDUAL

Se componen principalmente de compuestos inorgánicos entre los que se destaca la presencia de calcio (Ca), Cloruro(Cl), Hierro (Fe), nitratos (NO3), amoniaco libre, nitrógeno orgánico, nitritos sulfatos (SO4), presenta compuestos orgánicos en un porcentaje de hasta el 60%, en consecuencia cuando estas aguas se descargan sobre las fuentes aumentan los solidos suspendidos totales, DBO5 y la DQO

COMPOSICION AGUA RESIDUAL RIO PASTO

TRATAMIENTOS ACTUALES PARA AGUA RESIDUAL

Los tratamientos para el agua residual son variados y dependen principalmente de las características del agua a tratar y por lo menos deben contar con Tratamiento preliminar: remueve los elementos mas

gruesos presentes en el agua Tratamiento primario: remueve solidos y materia orgánica

particulado Tratamiento secundario: tratamiento biológico que permite

remoción de nutrientes y materia orgánica Tratamiento terciario o avanzado en las cuales intervienen

unidades operaciones y de proceso químico con las cuales se remueve DBO, nutrientes, patógenos, parásitos y algunas sustancias toxicas

CRECIMIENTO MICROBIANO

Las bacterias debido a su variada habilidad metabólica dirigen el flujo de materia y energía en los ecosistemas y controlan en gran medida la actividad de las biosfera, en condiciones naturales el crecimiento microbiano depende de las disponibilidad de recursos como ( Ca, N, P; K, Fe , Mg,) , aceptores de electrones como sales y cloruros y factores ambientales como luz, oxigeno y temperatura, se debe destacar que bajo condiciones ambientales adecuadas todo compuesto orgánico puede ser degradado y aprovechado como reserva de carbono por los microbios presentes en un ecosistema.

Diferentes estudios de bioquímica del metabolismo microbiano indican que en el planeta existen microorganismos capaces de producir o degradar prácticamente cualquier tipo de sustancia

POLIHIDROXIALCANOATOS PHAsSon poli-esteres naturales que se acumulan en forma de inclusiones celulares en una amplia variedad de especies bacterianas como reserva de carbono y energía, estos biopolímeros tienen una amplia utilización en la industria, la farmacología y la agricultura puesto que a diferencia de los polímeros derivados del petróleo los PHAs pueden ser sintetizados bioquímicamente desde recursos renovables , los PHAs se forman pro reacciones metabólicas por limitación de nutrientes en presencia de una fuente de carbono y los que acumulan PHAs durante su crecimiento

Formación de PHAs La formación de PHAs desde aguas residuales se puede

resumir en tres etapas 1 Fermentación acidogenica para la conversión de materia

orgánica a ácidos grasos volátiles que incrementan los organismos productores de PHAs

2 aplicación de un sistema de flujo continuo con lodos activados para incrementar organismos productores de PHAs

3 Se realizan experimentos de Batch para acumular PHAs por excesos de lodos desde la etapa de enriquecimiento

Los métodos de laboratorio para identificar bacterias incluyen pruebas por diferenciación como la tinción de GAM, crecimiento de cultivos enriquecidos y el uso de kits de pruebas bioquímicas, actualmente se utilizan técnicas para técnicas rpa identificar marcadores moleculares como el 16S rRNA que consiste en polirrinonucleido utilizado en estudios de filogenia y taxonomía bacteriana

Desarrollo de la investigación

Etapa de campo recolección de muestras de colector juan XXIII y diferentes puntos del rio pasto

Fase de laboratorio donde se desarrollaron una serie de experimentos para asilar la bacterias productoras de PHAs, y determinar el efecto de factores nutricionales y operacionales den la remoción de materia orgánica de las aguas vertidas al rio pasto

Puntos de muestreo en el rio pasto

Obtención de PHAs en laboratorio

Obtención de PHAs en laboratorio

Resultados experimentales obtenidos

Se puede observar que el lugar donde se encontró mayor cantidad de colonias productoras de PHAs esta en la estación pandiaco que ambientales como el incremento de materia posiblemente se encuentre desarrollado con factores ambientales como el incremento de materia orgánica, disminución de oxigeno y la contaminación por cromo de curtiembres

Porcentaje de remoción de materia orgánica medida en DQO Y PHAs obtenidos en la investigación

CONCLUSIONES

Se demostró que es posible remover materia orgánica de las aguas residuales y producir un biopolímero de interés industrial

En la estación pandiaco la cual recibe descargas de las curtiembres se detecto el mayor numero de bacterias acumuladoras d compuestos lipofilicos y un menor numero de bacterias totales

A través de análisis químicos se estableció que en rio Pasto existen bacterias productoras de PHAs las cuales producen ente 0,88 y 5,24 g/L de biopolímeros en un medio sin optimizar

Los bioreactores de flujo ascendente operados bajo un sistema de fermentación continua implementado a escala de laboratorio para tratamiento de agua residual e inoculados con Bacillus sp E1M10RP se logro remover hasta el 94.63% de la materia orgánica, valor que supera los parámetros establecidos en el decreto 1594 de 1984