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Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo
UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO
FACULTAD DE CIENCIAS BIOLÓGICAS
AC
IÓ
RM
ÁT
IC
A
Y
CO
M
UN
IC
MICROBIOLOGÍA Y PARASITOLOGÍA
N
ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE
IN
FO
Efecto de la presencia simultánea de los iones
DE
ferroso y de zinc sobre su adsorción por
AS
Trichoderma asperellum FP-UNT01, a partir de
TESIS
DE
SI
ST
EM
soluciones ideales.
BIÓLOGO - MICROBIÓLOGO
RE
CC
IO
N
PARA OPTAR EL TÍTULO DE
DI
AUTOR: Br. ESCOBEDO ACOSTA JUNIOR JHONATAN
TRUJILLO-PERÚ
2015
Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No comercial-Compartir bajo la misma licencia
2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-ns-sa/2.5/pe/ . No olvide citar esta tesis.
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AUTORIDADES DE LA UNIVERSIDAD NACIONAL DE
TRUJILLO QUE OTORGAN EL TÍTULO PROFESIONAL
CO
M
UN
IC
AC
IÓ
N
DE BIÓLOGO-MICROBIÓLOGO
A
Y
DR. ORLANDO VELÁSQUEZ BENÍTEZ
ÁT
IC
RECTOR DE LA UNIVERSIDAD NACIONAL DE
DI
RE
CC
IO
N
DE
SI
ST
EM
AS
DE
IN
FO
RM
TRUJILLO
DR. SANTIAGO ALBERTO UCEDA DUCLOS
SECRETARIO GENERAL DE LA UNIVERSIDAD
NACIONAL DE TRUJILLO
II
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AUTORIDADES DE LA FACULTAD DE CIENCIAS
BIOLÓGICAS DE LA UNIVERSIDAD NACIONAL DE
TRUJILLO QUE OTORGAN EL TÍTULO PROFESIONAL
Y
CO
M
UN
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DE BIÓLOGO-MICROBIÓLOGO
IC
A
DR. JOSÉ MOSTACERO LEÓN
DE
SI
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EM
AS
DE
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RM
ÁT
DECANO DE LA FACULTAD DE CIENCIAS BIOLÓGICAS
N
DR. WILLIAM ZELADA ESTRAVER
BIOLÓGICAS
DI
RE
CC
IO
SECRETARIO DE LA FACULTAD DE CIENCIAS
III
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DEL ASESOR
El que suscribe: Ms.C. Juan Héctor Wilson Krugg asesor de la presente
AC
IÓ
N
tesis titulada: Efecto de la presencia simultánea de los iones ferroso y de zinc
sobre su adsorción por Trichoderma asperellum FP-UNT01, a partir de
UN
IC
soluciones ideales.
Y
CO
M
CERTIFICA:
IC
A
Que, la investigación ha sido desarrollada de conformidad con su
ÁT
correspondiente proyecto de tesis y teniendo en cuenta las orientaciones
IN
FO
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pertinentes.
DE
Que, el informe ha sido redactado bajo mi asesoramiento, acogiendo las
Escobedo
Acosta
para
continuar
con
los
procedimientos
EM
Jhonatan
AS
observaciones y sugerencias alcanzadas. Por ello, autorizo al Bachiller Junior
N
DE
SI
ST
correspondientes según sus fines.
DI
RE
CC
IO
Trujillo, Febrero del 2015
Ms. C. JUAN HÉCTOR WILSON KRUGG
ASESOR
IV
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PRESENTACIÓN
AC
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N
SEÑORES MIEMBROS DEL JURADO DICTAMINADOR:
UN
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Cumpliendo con las disposiciones establecidas por el Reglamento de
Grados y Títulos de la Universidad Nacional de Trujillo, presento a su
CO
M
consideración y elevado criterio la presente Tesis titulada: Efecto de la
Y
presencia simultánea de los iones ferroso y de zinc sobre su adsorción por
IC
A
Trichoderma asperellum FP-UNT01, a partir de soluciones ideales, con el
RM
ÁT
objetivo de obtener el título profesional de Biólogo-Microbiólogo.
EM
AS
DE
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FO
Espero que este trabajo sea de su aprobación.
DI
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CC
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N
DE
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Trujillo, Febrero del 2015
Br. JUNIOR JHONATAN ESCOBEDO ACOSTA
V
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UN
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MIEMBROS DEL JURADO
Ms. C. EDUARDO MUÑOZ GANOZA
IN
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A
Y
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PRESIDENTE
M
________________________________________
___________________________________________
MS. C. JUAN HÉCTOR WILSON KRUGG
DE
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ST
EM
AS
DE
SECRETARIO
Dra. MANUELA LUJAN VELÁSQUEZ
VOCAL
DI
RE
CC
IO
N
_____________________________________________
VI
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APROBACIÓN
Los profesores que suscriben, miembros del jurado dictaminador,
declaran que el presente informe de tesis ha cumplido con los requisitos
IC
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N
formales y fundamentales, siendo aprobado por unanimidad.
ÁT
Ms. C. EDUARDO MUÑOZ GANOZA
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RM
PRESIDENTE
SECRETARIO
DI
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CC
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DE
SI
ST
Ms. C. JUAN HÉCTOR WILSON KRUGG
Dra. MANUELA LUJAN VELÁSQUEZ
VOCAL
VII
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DEDICATORIA
lado a mis padres y familiares; además de
UN
IC
Por darme salud, bienestar y permitirme tener a mi
AC
IÓ
N
A DIOS
IC
A
Y
CO
M
brindarme fuerza y paciencia para seguir adelante.
RM
ÁT
A MIS PADRES
IN
FO
FELICITA y VICTORIANO
Por darme el apoyo incondicional, aconsejarme en
DE
todo momento y sobre todo por darme alegrías en
A MI ESPOSA E HIJO
NELLY Y JHONATAN
Que son mi motivo para seguir adelante.
DI
RE
CC
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N
DE
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AS
los buenos momentos y fuerzas en lo malos.
VIII
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AGRADECIMIENTOS
N
A mi asesor, profesor y amigo Juan Wilson Krugg, profesor Asociado
AC
IÓ
del Departamento de Microbiología y Parasitología de la Universidad Nacional
UN
IC
de Trujillo, por su apoyo, paciencia y orientación durante el desarrollo de la
CO
M
presente tesis.
docente de la Universidad
Y
Ms. C. Eduardo Muñoz Ganoza
IC
A
Al
ÁT
Nacional de Trujillo, por sus consejos y apoyo durante la ejecución de esta
IN
FO
RM
tesis.
DE
A la Dra. Manuela Lujan Velásquez
docente de la Universidad
AS
Nacional de Trujillo, gracias por brindarme su apoyo para la realización de esta
DE
SI
ST
EM
tesis.
N
Finalmente a mi primo Alexander Zare; a Katherine Chacón, Ana María
CC
IO
Sabogal y a todas aquellas personas y amigos que me brindaron
RE
desinteresadamente su tiempo, apoyo y conocimientos para el logro de mis
DI
objetivos.
IX
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RESUMEN
AC
IÓ
N
En el presente trabajo se determinó el efecto de la presencia simultánea
de los iones ferroso y de zinc sobre su adsorción por Trichoderma asperellum
FP-UNT01 empleando biorreactores aireados en
M
cultivando T. asperellum
UN
IC
FP-UNT01, a partir de soluciones ideales. La biomasa fúngica se obtuvo
CO
caldo papa sacarosa, la cual fue sometida a un lavado con ácido nítrico (HNO 3)
A
Y
al 0.1N para luego formar pellets. Los pellets formados se secaron en estufa a
ÁT
IC
60°C durante 24 horas. Se colocó 8g de pellets en un sistema de cuatro
RM
columnas (2 gramos en cada columna) a través de las cuales se hizo pasar una
IN
FO
solución que solo contenía ion ferroso, una solución que solo contenía ion zinc
y otra que contenía ambos metales en solución, a una concentración de 20
DE
ppm. Estas soluciones fueron recirculadas durante cuatro horas, de las cuales se
AS
tomó una muestra de 100mL cada dos horas, iniciando desde las cero horas,
SI
ST
EM
realizando dos repeticiones para cada tratamiento. Estas muestras fueron
analizadas por espectrofotometría de absorción atómica, obteniendo los
DE
resultados mediante la diferencia entre la concentración inicial y la obtenida en
IO
N
las lecturas, encontrando un máximo de 37,3% de adsorción para el ion ferroso
CC
y de 27,1% para el ion zinc. Los datos obtenidos se analizaron con la prueba
RE
estadística de ANAVA y se determinó que no hay diferencias significativas
DI
entre los tratamientos, es decir que la adsorción del ion ferroso no se ve
alterada por la presencia del ion zinc y de igual manera la adsorción del ion
zinc no se ve alterada por la presencia del ion ferroso.
X
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CONTENIDO
UN
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QUE OTORGAN EL TÍTULO PROFESIONAL DE BIÓLOGO-
AC
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AUTORIDADES DE LA UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO
N
Página
M
MICROBIÓLOGO…………………………………………………………………...II
CO
AUTORIDADES DE LA FACULTAD DE CIENCIAS BIOLÓGICAS DE LA
Y
UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO QUE OTORGAN EL
ÁT
IC
A
TÍTULO PROFESIONAL DE BIÓLOGO-MICROBIÓLOGO …………………. III
RM
DEL ASESOR……………………………………………………………………….IV
IN
FO
PRESENTACIÓN……………………………………………………………………V
DE
MIEMBROS DEL JURADO………………………………………………………..VI
EM
AS
APROBACIÓN…………………………………………………………………….VII
SI
ST
DEDICATORIA…………………………………………………………………...VIII
DE
AGRADECIMIENTOS……………………………………………………………..IX
IO
N
RESUMEN…………………………………………………………………………...X
CC
INTRODUCCION……………………………………………………………………1
DI
RE
MATERIALES Y MÉTODOS……………………………………………………...12
1. MATERIAL BIOLÓGICO…………………………………………………..12
XI
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2. PROCEDIMIENTO………………………………………………………….12
2.1. Resiembra para obtener cultivo joven de Trichoderma asperellum
AC
IÓ
2.2. Producción de Biomasa de T. asperellum FP-UNT01………………….13
N
FP-UNT01……………………………………………………………..12
2.2.1. Propagación de T. asperellum FP-UNT01………………………...13
UN
IC
2.2.2. Preparación de Suspensión de T. asperellum FP-UNT01…………13
M
2.2.3. Equipo para producción de biomasa………………………………13
CO
2.3. Obtención de pellets de T. asperellum FP-UNT01…………………….14
IC
A
Y
2.4. Equipo Experimental para adsorción de Fe2+ y Zn2+……………………14
ÁT
2.5. Preparación de Soluciones ideales de Sulfato ferroso y
IN
FO
RM
Sulfato de zinc…………………………………………………………15
Evaluación de la capacidad adsorbente de T. asperellum FP-UNT01...15
2.7.
Recolección de muestras para evaluación de la capacidad
DE
2.6.
Análisis de Resultados………………………………………………....16
DE
SI
ST
2.8.
EM
AS
adsorbente de T. asperellum FP-UNT01………………………………16
IO
N
RESULTADOS……………………………………………………………………...17
DI
RE
CC
Fig. 1.
Porcentaje de adsorción (ppm) de los iones ferroso (Fe2+) y de zinc
(Zn2+), cuando éstos se encuentran en soluciones separadas,
empleando pellets de Trichoderma asperellum FP-UNT01, durante 4
horas de evaluación.…………………………………….... 18
XII
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Porcentaje de adsorción (ppm) de los iones ferroso (Fe2+) y de zinc
Fig. 2.
(Zn2+), cuando estos se encuentran en la misma solución, empleando
AC
IÓ
evaluación………………………………………………………...19
N
pellets de Trichoderma asperellum FP-UNT01, durante 4 horas de
Fig. 3.
Comparación porcentual de la adsorción (ppm) promedio de ion
UN
IC
ferroso (Fe2+) y de zinc (Zn2+), en soluciones separadas y en una
M
misma solución, por pellets de Trichoderma asperellum FP-UNT01
Y
CO
a partir de soluciones ideales a las cuatro horas de evaluación…..20
IC
A
DISCUSIÓN…………………………………………………………………………21
RM
ÁT
CONCLUSIONES…………………………………………………………………...27
IN
FO
RECOMENDACIOINES……………………………………………………………28
DE
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS………………………………………………29
DI
RE
CC
IO
N
DE
SI
ST
EM
AS
ANEXOS…………………………………………………………………………….36
XIII
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INTRODUCCIÓN
En la actualidad afronta una serie de problemas ecológicos, siendo la
N
contaminación uno de los que causan mayor impacto a los diferentes
AC
IÓ
organismos1; definiendo contaminación ambiental como el factor que causa la
2
UN
IC
modificación de las características físicas, químicas y biológicas del ambiente 1,
. Además la rápida expansión y la sofisticación creciente de diferentes sectores
CO
M
industriales ha producido un incremento de la cantidad y la complejidad de
A
Y
residuos contaminantes.3
ÁT
IC
Dentro de los efluentes industriales, uno de los contaminantes que
RM
afectan más al medio ambiente son los metales pesados. Estos están
IN
FO
considerados como uno de los grupos más peligrosos debido a su baja
biodegradabilidad, su alta toxicidad a bajas concentraciones y su capacidad
DE
para acumularse en diferentes organismos.4 La contaminación del ambiente con
EM
AS
metales surge como resultado de actividades humanas, principalmente mineras
SI
ST
e industriales, así como agrícolas las cuales producen contaminantes son
descargados en la atmósfera, ambientes acuáticos y terrestres; principalmente
DE
como solutos o partículas y pueden alcanzar concentraciones elevadas,
CC
IO
N
especialmente cerca del sitio de descarga.5
La actividad industrial y minera arroja al ambiente metales muy
DI
RE
perjudiciales para la salud humana y para la mayoría de las formas de vida. 6
Además las tecnologías que se utilizan para recuperar metales tanto preciosos
como de interés industrial, producen desechos con altas concentraciones de
metales que causan contaminación del ambiente. La contaminación de agua,
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aire y suelo por metales pesados es uno de los problemas ambientales más
importantes y difíciles de resolver.7
N
La contaminación del agua es un problema de escala mundial,
AC
IÓ
principalmente debido al impacto de los relaves mineros. Así, en los últimos
UN
IC
años la puesta en operación de muchos proyectos mineros en el Perú, ha
generado que se incrementen las aguas contaminadas por relaves mineros,
CO
M
debido a que los ríos, lagos, lagunas y el mar son los receptores finales de las
A
Y
evacuaciones residuales provocadas por el hombre.1
ÁT
IC
En nuestro país, la actividad principal contaminante es la minería, y se
RM
estima que los contaminantes principales son los metales pesados como plomo,
IN
FO
arsénico, mercurio, cadmio, cobre, zinc, cromo, vanadio, tungsteno,
molibdeno, hierro, manganeso, cianuros, etc.8 Estos metales pueden detectarse
DE
en el medio ambiente en su estado elemental lo que implica que no están
EM
AS
sujetos a biodegradación o a formación de complejos salinos por que se
SI
ST
encuentran en forma no disponible, es decir no soluble. Una vez emitidos,
pueden permanecer en el ambiente durante cientos de años. La toxicidad de los
DE
metales pesados y su efecto en el ecosistema han generado en los últimos años
IO
N
un incremento considerable de estudios relacionados con la eliminación de
En el Perú, la actividad minera tiene un significado muy importante en
DI
RE
CC
estos elementos desde soluciones acuosas.6
la generación de puestos de trabajo como en la economía del país,
convirtiéndose de esta manera en una de las principales fuentes de divisas.
Precisamente, el apoyo y el desarrollo de esta actividad y el poco interés por la
-2Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No comercial-Compartir bajo la misma licencia
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preservación de medio ambiente está ocasionando el deterioro de la calidad de
agua de los cursos receptores, a causa del vertimiento de las aguas de mina y
residuos líquidos de la industria, que en la mayoría de casos son descargados a
AC
IÓ
N
los cursos de agua sin que medie algún tipo de tratamiento.
UN
IC
En la cuenca del Río Rímac, Moche y Lurín9 y en la mayoría de
cuencas del país se encuentran principalmente sulfuros como calcopirita
CO
M
(sulfuro de cobre y hierro) y esfarelita (sulfuro de zinc), razones por las cuales
Y
en las aguas del río Rímac se encuentran cantidades significativas de zinc.
IC
A
También en las aguas del río Moche se ha encontrado que posee un valor de
RM
ÁT
pH bastante bajo y se atribuye a las altas cantidades de hierro, lo que está
llevando a la baja productividad de los suelos y a cambiar a los tipos de
IN
FO
cultivos resistentes a la acidez9. Otro ejemplo vendría a ser las altas cantidades
DE
de Zn y Fe en la bahía de Ite, Tacna; donde se pueden encontrar hasta 44.63
EM
AS
ppm de zinc y hasta 81106.98 ppm de hierro10.
SI
ST
Los límites máximos permisibles de descarga de efluentes líquidos de
actividades minero-metalúrgicas según la ley peruana, actualizada el 14 de
DE
marzo del año 2011 indica que la cantidad en ppm (mg/l) de hierro es de 2
IO
N
ppm y para el zinc de 1.5 ppm11 (Anexo 1); sin embargo en diferentes mineras
CC
como Yanacocha, se encontró que el cianuro, el cromo y otros metales
RE
pesados, sobrepasan el límite de estos valores, vertiendo efluentes con 8 ppm
DI
de cianuro,375 ppm de cromo hexavalente, 5900 ppm de hierro, etc12.
-3Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No comercial-Compartir bajo la misma licencia
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Cada vez son más numerosos los estudios que ponen de manifiesto la
elevada concentración de zinc en aguas subterráneas, de superficie y en las
destinadas al consumo humano.13
El agua es contaminada debido a la
Cuando
estas
aguas
residuales
no
son
depuradas
UN
IC
industriales.
AC
IÓ
N
presencia de grandes cantidades de zinc en las aguas residuales de plantas
satisfactoriamente, una de las consecuencias es que los ríos, donde son vertidas
CO
M
estas aguas, están depositando fango contaminado con este metal en sus orillas.
Y
El zinc puede también incrementar la acidez de las aguas, afectando a
IC
A
muchos organismos. También algunos peces pueden acumularlo en sus
RM
ÁT
cuerpos, cuando viven en cursos de aguas contaminadas, y cuando el zinc entra
IN
FO
en los cuerpos de estos peces es capaz de biomagnificarse en la cadena
alimentaria.13
DE
Grandes cantidades de zinc pueden ser encontradas en los suelos.
EM
AS
Cuando los suelos contaminados son granjas, los animales absorben
SI
ST
concentraciones que son dañinas para su salud. Además el zinc soluble en agua
que está localizado en el suelo puede contaminar también el agua subterránea.
DE
Cuando este metal se acumula en el suelo, las plantas a menudo lo absorben
IO
N
hasta niveles que sus sistemas no pueden manejar, volviéndose tóxicos; por
CC
esta razón en suelos ricos en zinc sólo un número limitado de plantas tiene la
DI
RE
capacidad de sobrevivir.13
El hierro es el metal de transición más abundante en la corteza terrestre,
y cuarto de todos los elementos. El hierro es una parte esencial de la
hemoglobina, que transporta el oxígeno a través de nuestro cuerpo, sin
-4Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No comercial-Compartir bajo la misma licencia
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embargo en otras condiciones o en exceso puede provocar conjuntivitis,
coriorretinitis, y retinitis si contacta con los tejidos y permanece en ellos.14 La
presencia de mayores cantidades de hierro en los ríos se atribuye a las aguas
AC
IÓ
N
drenadas especialmente de zonas mineras, por el alto contenido de los
UN
IC
minerales procesados como bornita y tetraedrita, así como la presencia de
sulfatos ferrosos y férricos procedentes del proceso de concentración
CO
M
metalúrgica.15
Y
En general los efectos de los metales sobre el funcionamiento de los
IC
A
ecosistemas varían considerablemente y son de importancia económica y de
RM
ÁT
salud pública. Entre los mecanismos moleculares que determinan la toxicidad
IN
FO
de los metales pesados se encuentran el desplazamiento de iones metálicos
esenciales de biomoléculas y bloqueo de sus grupos funcionales, modificación
DE
de la conformación activa de biomoléculas, enzimas y polinucleótidos; ruptura
SI
ST
EM
biológicamente activos5
AS
de la integridad de biomoléculas y modificación de otros agentes
Debido a los efectos que provocan los metales pesados hay una
DE
creciente preocupación por la contaminación ambiental, siendo evidente la
IO
N
necesaria eliminación de los diversos efluentes. Las industrias se ven obligadas
CC
a reducir la cantidad y la peligrosidad de sus vertidos al medio ambiente, a
RE
causa de las presiones legales, sociales y económicas5, dando como resultado el
DI
desarrollo de tecnologías sustentables, así como una normatividad cada vez
más estricta.4
-5Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No comercial-Compartir bajo la misma licencia
2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-ns-sa/2.5/pe/ . No olvide citar esta tesis.
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Los métodos tradicionales para la eliminación de metales pesados del
agua son generalmente caros o inadecuados para el tratamiento de soluciones
altamente diluidas. Estos métodos incluyen: precipitación química, filtración,
17, 18
Algunos de estos procesos pueden llegar a ser costosos,
UN
IC
evaporación.16,
AC
IÓ
N
tratamientos electroquímicos, ósmosis inversa, intercambio iónico, adsorción y
implicando altos costos de operación y requerimientos energéticos, lo que
CO
M
ocasiona que el micro y pequeño empresario no tengan acceso a ellos y
generalmente opten por verter sus aguas a fosas sépticas comunes o incluso a
IC
A
Y
pozos profundos 4. Además estos métodos no encuentran efectividad ante bajas
IN
FO
RM
y de bajo rendimiento a esas condiciones.19
ÁT
concentraciones de metales pesados en solución, tornándose altamente costosos
Por otra parte, el uso de sistemas biológicos para la eliminación de
DE
metales pesados a partir de soluciones diluidas tiene el potencial para hacerlo
AS
mejor y a menor costo. Los microorganismos y sus productos pueden ser
EM
bioacumuladores muy eficientes de metales solubles y particulados,
SI
ST
especialmente a partir de concentraciones externas diluidas, por esto las
DE
tecnologías basadas en los microorganismos ofrecen una alternativa o ayudan a
IO
N
las técnicas convencionales para la eliminación y recuperación de metales.5
CC
Frente a las tecnologías convencionales, el uso de sistemas biológicos
RE
para la eliminación de metales pesados en soluciones diluidas, tiene un gran
DI
potencial para conseguir mejores resultados y a un menor costo, lo cual ha
llevado al desarrollo de estas tecnologías en los últimos tiempos.6
-6Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No comercial-Compartir bajo la misma licencia
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Los mecanismos de acción biológicos que pueden reducir el grado de
toxicidad de los metales pesados o su concentración son biosorción (adsorción
del metal a la superficie celular por mecanismos físico-químicos),
orgánicos
o
reacciones
de
metilación)20,
biomineralización
UN
IC
ácidos
AC
IÓ
N
biolixiviación (movilización de metales pesados a través de la excreción de
(inmovilización de metales pesados mediante la formación de sulfuros,
CO
M
complejos poliméricos, etc.) y la acumulación intracelular, mediada por un
sistema de transporte de membrana o la transformación catalizada por
IC
A
Y
enzimas21 (Anexo 2).
RM
ÁT
Dentro de los tratamientos biológicos, la biosorción es una de las
tecnologías más prometedoras para el tratamiento de aguas residuales con bajas
IN
FO
concentraciones de metales pesados.6 Desde un punto de vista energético, la
DE
biosorción parece ser el mecanismo más eficaz22, además este es el único
AS
mecanismo disponible y la única opción cuando los agentes microbianos
SI
ST
EM
aplicados en el proceso biorremediativo son células muertas22.
La biosorción ha demostrado actualmente ser una alternativa para el
DE
tratamiento de diferentes efluentes industriales con respecto a otros métodos
IO
N
fisicoquímicos (precipitación, intercambio iónico, separación por membranas,
CC
etc.). En el proceso de biosorción se utilizan materiales de origen biológico,
RE
tales como algas, hongos, caparazón de artrópodos, bacterias, restos de
DI
vegetales etc., los cuales se encuentran en gran abundancia y son fácilmente
transformables a biosorbentes. Los iones de metales pesados y metaloides se
unen a los centros activos de biosorción del material biológico mediante la
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2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-ns-sa/2.5/pe/ . No olvide citar esta tesis.
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formación de complejos, quelatos, intercambio iónico, microprecipitación en la
parte interna del material, etc.23
N
El término biosorción se utiliza para referirse a la captación de metales
AC
IÓ
que lleva a cabo una determinada biomasa, a través de mecanismos
UN
IC
fisicoquímicos como la adsorción o el intercambio iónico.5 La biosorción
ocurre cuando los cationes de los metales se unen por interacciones
CO
M
electrostáticas a los sitios aniónicos que se encuentran en los biosorbentes. Los
Y
biosorbentes son materiales naturales disponibles en grandes cantidades, o
IC
A
ciertos productos residuales orgánicos de operaciones industriales o agrícolas,
ÁT
que pueden ser utilizados con el fin de la captura de contaminantes, debido a
IN
FO
RM
su bajo costo.4 Las paredes celulares de los materiales biosorbentes contienen
polisacáridos, proteínas y lípidos, y, por tanto, numerosos grupos funcionales
DE
capaces de enlazar metales pesados en la superficie de estos.4
EM
AS
En los últimos años la tecnología de biosorción, basada en la habilidad
SI
ST
de ciertas biomasas de capturar especies metálicas de soluciones acuosas, ha
recibido especial atención por su potencialidad para el tratamiento de aguas
DE
residuales24. Varios estudios han demostrado que la biomasa de diferentes
IO
N
especies de bacterias, hongos y algas es capaz de concentrar en su estructura
Dentro de los microorganismos que ya han sido utilizados como
DI
RE
CC
iones metálicos que se encuentran en ambientes acuáticos.25
biosorbentes de metales encontramos a Thiobacillus ferrooxidans, que es un
organismo con alta capacidad para adsorber cobre cuando es pre tratado con
NaOH y la adsorción se opera a 25º y pH 6, siendo capaz también de adsorber
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níquel cuando el sistema se opera con pH 2 7. Además se han detectado
bacterias de ambientes mineros, como las del género Pseudomonas, que
presentan resistencia a metales pesados como Cd, Cu y Pb. Asimismo se ha
AC
IÓ
N
utilizado Staphylococcus saprophyticus para la remoción de cromo, plomo y
UN
IC
cobre de aguas residuales 25.
Hongos como Absidia orchidis exhibe excelente capacidad para captar
CO
M
plomo. Existen varias razones por las que este hongo, podría unir metales
Y
pesados como son la presencia de grupos iónicos capaces de coordinar al metal
IC
A
como ácido D-glucurónico, β-D-glucuronano y grupos fosfatos, grupos
RM
ÁT
hidroxilos, etc 18.
adsorber hasta 74.2% de
IN
FO
También levaduras como Saccharomyces cerevisiae que es capaz de
níquel a pH 7
26
, bacterias como E. coli y
DE
Burkholderia cepacia que fueron capaces de remover cobre hasta un 73% con
AS
una concentración inicial de 50 ppm a pH ácidos27 y hongos como Aspergillus
SI
ST
EM
niger adsorbió hasta 30.4% de Cu (II), etc28.
De todos los microorganismos que se utilizan en procesos de
DE
biosorción, los hongos son los más utilizados debido a su tolerancia a las
IO
N
condiciones adversas de pH, temperatura, etc. y a su alta capacidad de
RE
CC
adsorción obtenidas aun utilizando células muertas en comparación a los
DI
mecanismos activos para los cuales las condiciones de cultivos más estrictas
pueden influir en las características del adsorbente.17, 29. Por otra parte existen
reportes que mencionan que los hongos poseen habilidades de captación de
metales pesados debido a algunos componentes de su pared celular30, esto
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gracias a que en su pared celular contienen diversos componentes quelantes
tales como grupos carboxilos, fosfatos, amidas, tioles, hidroxilos, quitina,
glucoproteínas, las cuales jugarían un rol importante en la biosorción de
AC
IÓ
N
metales pesados.17, 30, 31
UN
IC
Trichoderma sp. es un hongo importante para las plantas, al contribuir
en el control de hongos fitopatógenos ya que poseen propiedades
CO
M
micoparasíticas y antibióticas, por lo que algunas especies han sido catalogadas
A
ÁT
IC
enfermedades para diferentes plantas hortícolas.32
Y
como excelentes agentes de control biológico de hongos causantes de
RM
Los miembros del género Trichoderma tienen el potencial de sintetizar
IN
FO
y liberar enzimas como polisacarasas, celulasas, xilanasas y quitinasas, las
cuales se han aprovechado en procesos industriales, por lo tanto este hongo es
DE
de mucha importancia y con efectos benéficos que tienen las especies de
EM
AS
Trichoderma para la producción agrícola y para la industria. Sin embargo, los
SI
ST
estudios relacionados con la interacción de este género fúngico con los
contaminantes han recibido limitada atención.33
DE
En suelos contaminados con metales pesados se han aislado hongos del
IO
N
género Trichoderma, denotando con ello su capacidad para tolerar estos
RE
CC
contaminantes inorgánicos cuyo potencial tóxico es elevado. Por ejemplo
DI
Trichoderma atroviride aislada de lodos procedentes de aguas residuales,
presenta tolerancia a altos contenidos de Zn, Cd y Cu y T. viride tiene la
capacidad de remover altas concentraciones de cromo hexavalente de
soluciones acuosas33.
- 10 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No comercial-Compartir bajo la misma licencia
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Shang Tan y Yien Ting34 estudiaron a Trichoderma asperellum en su
eficacia y capacidad de reutilización para la eliminación de soluciones acuosas
de Cu (II), observando que T. asperellum adsorbió Cu (II) con más de 90% de
AC
IÓ
N
eficacia.
UN
IC
Además hay que tener en cuenta que la tolerancia de Trichoderma sp y
de cualquier microorganismo hacia los metales pesados es dependiente también
CO
M
de varios factores, principalmente el pH, el cual produce una amplia gama de
Y
respuestas en su tolerancia y susceptibilidad, disponibilidad de sitios de unión,
ÁT
IC
A
etc.33
RM
En general los efluentes, especialmente mineros, contienen más de un
IN
FO
metal en solución, mostrándose muchas veces algún tipo de competencia entre
estos metales por los sitios de adsorción de la biomasa35; por este motivo el
DE
presente trabajo está orientado a determinar el efecto de la presencia
EM
AS
simultánea de los iones ferroso y de zinc sobre su adsorción por Trichoderma
DI
RE
CC
IO
N
DE
SI
ST
asperellum FP-UNT01, a partir de soluciones ideales.
- 11 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No comercial-Compartir bajo la misma licencia
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MATERIAL Y MÉTODOS
de
Trichoderma
asperellum
AC
IÓ
puro
FP-UNT01,
UN
IC
Cultivo
N
1. MATERIAL BIOLÓGICO
proporcionados por la cátedra de Fitopatología del Departamento de
CO
M
Microbiología y Parasitología, de la facultad de Ciencias Biológicas de
ÁT
IC
A
Y
la Universidad Nacional de Trujillo. (Anexo 3)
IN
FO
RM
2. PROCEDIMIENTO
DE
2.1 Resiembra para obtener cultivo joven de T. asperellum FP-UNT
AS
01
EM
Se empleó un cultivo de Trichoderma asperellum FP-UNT01
SI
ST
proporcionado por la cátedra de fitopatología de la Escuela de
DE
Microbiología y Parasitología de la Universidad Nacional de Trujillo;
DI
RE
CC
IO
N
él cual fue resembrado en tubos con Agar Papa Sacarosa (APS) con
antibiótico doxiciclina (Anexo 4). Se incubó en estufa a una
temperatura de 25°C por 10 días. Los cultivos resembrados fueron
identificados en base a sus características macroscópicas y
microscópicas. (Anexo 5)
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2.2 Producción de Biomasa de T. asperellum FP-UNT01
2.2.1 Propagación de T. asperellum FP-UNT01
AC
IÓ
N
A partir de cultivos puros de T. asperellum FP-UNT01,
UN
IC
se realizó una siembra en frascos planos conteniendo Agar
Papa Sacarosa (APS) con antibiótico (doxiciclina). Se incubó
Y
CO
M
a una temperatura de 25°C durante 10 días. (Anexo 6)
IC
A
2.2.2 Preparación de Suspensión de T. asperellum FP-UNT01
ÁT
Al cultivo en frasco plano se agregó 20 ml Agua
RM
Destilada Estéril (ADE) y se agitó para obtener una
IN
FO
suspensión de esporas que fueron utilizadas en la producción
AS
DE
de biomasa.
EM
2.2.3 Equipo para producción de biomasa
SI
ST
Consistió en un sistema de aireación para dieciséis
DI
RE
CC
IO
N
DE
biorreactores, los cuales eran recipientes cilíndricos de vidrio
de 800 ml de capacidad cada uno, conteniendo 500 ml de
caldo papa suplementado con sacarosa y antibiótico
(Doxiciclina), a los cuales se agregó 5 ml de suspensión de
esporas de Trichoderma asperellum FP-UNT01. Estos
sistemas funcionaron a una temperatura aproximada de 25°C
(temperatura ambiente) y aireación contante durante 10 días.
El aire fue suministrado por una bomba de aire, el cual paso
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primero por un proceso de esterilización con sulfato de cobre
al 5% y posteriormente con NaCl al 20%; para que luego se
distribuya a los biorreactores15. La cantidad de aire fue
AC
IÓ
N
controlada mediante reguladores para evitar romper el
CO
M
2.3 Obtención de pellets de T. asperellum FP-UNT01
UN
IC
micelio del hongo en su crecimiento. (Anexo 7)
Y
Luego del periodo de incubación, se filtró el contenido de los
IC
A
16 recipientes separando la biomasa fúngica producida mediante una
ÁT
malla (Anexo 8), la que se colocó en placas de vidrio y se trató con
RM
HNO3 0.1N por una hora. Posteriormente con ayuda de un lienzo se
IN
FO
tamizó la biomasa en esferas o “pellets” de aproximadamente 5 mm
DE
de diámetro (Anexo 9), los que fueron secados a 60ºC por 24 horas
EM
AS
con la finalidad de obtener pellets compactos y porosos15.(Anexo 10)
SI
ST
2.4 Equipo Experimental para adsorción de Fe2+ y Zn2+
Se construyó un sistema de cuatro columnas de 25cm de alto y
DE
2,5 de diámetro cada una, empacadas y conectadas en serie con
DI
RE
CC
IO
N
efluente
descendente.
Las
columnas
fueron
mantenidas
herméticamente cerradas por ambos lados con tapones de jebe. En el
interior de cada columna, a aproximadamente 2cm de la base, se
colocó una malla. Dentro de las columnas se colocaron los “pellets”
de T. asperellum FP-UNT01 suspendidas en dicha malla15. (Anexo
11)
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2.5 Preparación de Soluciones ideales de sulfato ferroso y sulfato de
zinc.
Se pesó 0,1992 g de FeSO4.7H2O y se agregó dos litros de Agua
AC
IÓ
N
ultra pura estéril para obtener una concentración final de 20 ppm de
UN
IC
ion ferroso. Para la segunda solución se pesó 0,1760 g de
ZnSO4.7H2O a la que también se agregó dos litros de agua ultra pura
CO
M
estéril, para obtener una concentración de 20 ppm de zinc. Para la
Y
tercera solución se empleo las mismas cantidades de ambas sales en
IC
A
dos litros de agua ultra pura estéril. A todas las soluciones se le
ÁT
agregó HCl 0.1N hasta obtener un pH de 4. Estas soluciones ideales
RM
serán percoladas hacia la parte baja de la columna a través de
DE
IN
FO
mangueras de plástico. (Anexo 12)
SI
ST
UNT01
EM
AS
2.6 Evaluación de la capacidad adsorbente de T. asperellum FP-
DE
Una vez culminada la fase de pelletización se agregó 2g de
DI
RE
CC
IO
N
pellets a cada columna y se hizo recircular 2000 ml de las soluciones
ideales. Se realizaron dos repeticiones. La capacidad de adsorción de
ion ferroso y de zinc fue evaluada determinando la concentración de
los mismos iones en partes por millón (ppm), para lo cual se extrajo
100mL de solución cada 2 horas, iniciando desde las cero hasta las
cuatro horas de evaluación. Las muestras colectadas se analizaron
por espectrofotometría de absorción atómica.
- 15 -
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2.7 Recolección de muestras para evaluación de la capacidad
adsorbente de
T. asperellum FP-UNT01
AC
IÓ
N
Las muestras de todos los tratamientos fueron recolectadas cada
UN
IC
dos horas desde la hora cero hasta las 4 horas de evaluación. Se
colectó 100ml de solución de cada muestra en frascos de plástico
CO
M
estériles, conservándose con ácido nítrico a un pH ≤ 2.
Y
Después de recolectar las muestras se guardaron en refrigeración
IC
A
hasta su posterior análisis por espectrofotometría de absorción
IN
FO
RM
ÁT
atómica. (Anexo 13)
DE
2.8 Análisis de Resultados
AS
Los resultados se obtuvieron mediante la diferencia entre la
EM
concentración inicial de los metales y las lecturas obtenidas por
SI
ST
espectrofotometría de adsorción atómica. Estos resultados se
analizaron estadísticamente mediante la prueba de ANAVA para
DE
evaluar la significancia de las diferencias observadas entre las medias
DI
RE
CC
IO
N
de los tratamientos evaluados (Anexo 14 y 15).
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RESULTADOS
N
El mayor porcentaje de adsorción de ion ferroso y de zinc en soluciones
AC
IÓ
separadas por pellets de Trichoderma asperellum FP-UNT01 se dio a las 4
UN
IC
horas, con una adsorción de 9,5 ppm que corresponde al 37.3% de ion ferroso y
M
4.5 ppm equivalente al 25% de ion zinc. (Figura 1)
CO
Cuando los iones ferroso y de zinc se encuentran en una misma
A
Y
solución, el mayor porcentaje de adsorción también se dio a las 4 horas, dando
ÁT
IC
como resultado una adsorción de 9.5 ppm (37.3%) de ion ferroso y 5 ppm
RM
(27.1%) de ion zinc. (Figura 2)
IN
FO
La adsorción de ion ferroso a las 4 horas de evaluación no varía, tanto
DE
en solución individual como cuando se encuentra en una misma solución con el
AS
ion zinc, tal como se muestra en la figura 3.
EM
La adsorción de ion zinc a las 4 horas de ensayo aumenta de 25%
SI
ST
cuando se encuentra solo en solución a 27.1% cuando se encuentra en una
DE
misma solución con el ion ferroso, según muestra la figura 4.
IO
N
En relación a la comparación porcentual promedio entre la adsorción
CC
de ion ferroso y de zinc por Trichoderma asperellum FP-UNT01, en una
RE
misma solución y en soluciones separadas se observa que estadísticamente no
DI
hay diferencias significativas. (Figura 5)
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AC
IÓ
N
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40
CO
37.3
35
A
Y
30
IC
25
11.8
10
RM
15
Abs. Fe
Abs. Zn
ÁT
20
25
IN
FO
Porcentaje de Adsorción (ppm)
45
M
UN
IC
50
8.3
5
0
2 horas
4 horas
Tiempo (horas)
EM
AS
DE
0
0 horas
DI
RE
CC
IO
N
DE
SI
ST
Figura 1. Porcentajes de adsorción (ppm) de los iones ferroso (Fe2+) y de zinc
(Zn2+), cuando éstos se encuentran en soluciones separadas, empleando pellets
de Trichoderma asperellum FP-UNT01, durante 4 horas de evaluación.
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AC
IÓ
N
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37.3
40
CO
M
35
30
27.1
A
Y
25
5
0
0
0 horas
0
7.8
IN
FO
8.2
RM
10
ÁT
15
Abs. Fe
Abs. Zn
IC
20
DE
Porcentaje de Adsorción (ppm)
45
UN
IC
50
2 horas
4 horas
AS
Tiempo (horas)
DI
RE
CC
IO
N
DE
SI
ST
EM
Figura 2. Porcentajes de adsorción (ppm) de los iones ferroso (Fe2+) y de zinc
(Zn2+), cuando estos se encuentran en la misma solución, empleando pellets de
Trichoderma asperellum FP-UNT01, durante 4 horas de evaluación.
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AC
IÓ
N
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UN
IC
37.3
CO
37.3
40
M
45
35
30
27.1
Y
25
IC
A
25
Abs Fe
Abs Zn
ÁT
20
RM
15
10
5
0
Misma solución
DE
Soluciones separadas
IN
FO
Porcentaje de adsorción (ppm)
50
EM
AS
Tipo de solución
DE
SI
ST
Figura 3. Comparación porcentual de la adsorción (ppm) promedio de ion
ferroso (Fe2+) y de zinc (Zn2+), en soluciones separadas y en una misma
solución, por pellets de Trichoderma asperellum FP-UNT01 a partir de
soluciones ideales a las cuatro horas de evaluación.
a: adsorción
DI
RE
CC
IO
N
a = p > 0.05, no existe diferencia significativa.
- 20 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No comercial-Compartir bajo la misma licencia
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DISCUSIÓN
AC
IÓ
N
La figura 1 muestra el porcentaje promedio de adsorción de ion ferroso
y de zinc en soluciones separadas, por pellets de Trichoderma asperellum FP-
UN
IC
UNT01. La adsorción alcanzada a las dos horas de evaluación fue de 3 ppm
M
equivalente al 11,8% de adsorción de ion ferroso y de 1.5 ppm equivalente al
CO
8.3% de adsorción de zinc. Esta baja cantidad de adsorción puede deberse a
Y
que en este periodo de tiempo los sitios de fijación de los iones en las paredes
IC
A
de los hongos no han sido ocupados completamente por el metal, es decir no
RM
ÁT
llegan a saturarse23. Sin embargo a las cuatro horas de evaluación hubo una
IN
FO
adsorción de 9.5 ppm equivalente al 37,3% para el ion ferroso y de 4.5 ppm
equivalente al 25% de adsorción para el ion zinc.
DE
En relación a la adsorción de los iones ferroso y de zinc, Trichoderma
EM
AS
asperellum FP-UNT01 adsorbe ambos iones metálicos. Esta retención del
SI
ST
catión metálico podría deberse a que la superficie celular del hongo, que por su
complejidad química contiene sitios activos o de atrapamiento, presenta una
DE
gran afinidad por los metales pesados. Estos grupos se encuentran en los
IO
N
diferentes constituyentes de la pared celular36, ocurriendo la fijación de los
CC
metales sobre o en la pared celular de este hongo, siendo implicados en la
RE
adsorción grupos aminos, carboxilos, hidroxilos, fosfato y sulfhidrilo37
DI
presentes en la quitina, quitosano, glucanos, proteínas, etc.; polímeros que
forman las paredes de los hongos y presentan cierta afinidad en la fijación de
los iones.38
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Según Volesky39 la adsorción es un fenómeno superficial, que ocurre
en la pared de las células, en la cual el adsorbato es retenido sobre la superficie
del adsorbente; demostrándose que en las primeras horas se realiza la adsorción
AC
IÓ
N
con mayor rapidez debido a que al comienzo del proceso hay mayor número de
UN
IC
lugares de adsorción, disminuyendo dichos lugares conforme transcurre el
proceso; siendo más difícil que los iones tengan acceso a los lugares de
CO
M
adherencia, motivo por el cual el tiempo de evaluación fue de 4 horas.
Y
Además en todo proceso de separación el tiempo de exposición de la
IC
A
sustancia con el separador es un factor limitante40, así si se sobrepasa su tiempo
RM
ÁT
de exposición ideal para obtener la mayor cantidad de sustancia a separar se
IN
FO
estará llegando a un proceso de desorción; es decir los iones adheridos al
adsorbente comienzan a desprenderse. La principal razón para que se dé un
DE
proceso de desorción es la variación el pH41.
AS
El pH es quizá el factor más importante en el proceso de biosorción ya
SI
ST
EM
que según Tejada-Tovar42 a pH mayores del óptimo la solubilidad de los iones
metálicos disminuye y el metal tiende a precipitar, mientras que a pH muy
DE
inferiores hay mayor competencia con los iones hidronio por los sitios de
IO
N
adsorción; sin embargo en rangos intermedios de pH la biosorción aumenta con
CC
la disminución del pH 43, siendo generalmente el rango óptimo de pH entre 4 y
44
RE
5
. Sin embargo hay otros factores importantes que también influyen en el
DI
proceso de biosorción como son el tipo y naturaleza de biomasa, concentración
inicial de la solución y la concentración de biomasa45.
- 22 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No comercial-Compartir bajo la misma licencia
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Por otra parte, cuando los iones ferroso y de zinc se encuentran en una
misma solución (figura 2), Trichoderma asperellum FP-UNT01 adsorbe 2 ppm
(7.8 %) de ion ferroso
y 9.5 ppm (37.3%) a las dos y cuatro horas
UN
IC
(8.3%) y 5 ppm (27.1%) a las dos y cuatro horas respectivamente.
AC
IÓ
N
respectivamente; mientras que para el ion zinc la adsorción fue de 1.5 ppm
En esta figura se observa que T. asperellum tiene mayor capacidad para
CO
M
absorber hierro. Una de las razones seria que existe diferencia en el tamaño
Y
iónico de los metales, radios iónicos, la afinidad a los grupos funcionales en los
IC
A
biosorbentes42, así como en el modo de interacción entre los iones metálicos y
RM
ÁT
el biosorbente, debido a lo cual pudo adsorber en menor tiempo mayor
IN
FO
cantidad de ion ferroso. Por el contrario la adsorción del ion zinc es menor, ya
que los radicales de la pared de este hongo posiblemente fueron saturados por
DE
el contacto más frecuente del otro metal, no quedando espacio para seguir
EM
AS
adsorbiéndolo por más tiempo.
SI
ST
Otro parámetro importante en la biosorción es la fuerza iónica, lo que
influye en el tiempo para captar el soluto a la superficie de la biomasa, el efecto
DE
de la fuerza iónica puede ser atribuido a la competencia entre los iones, los
IO
N
cambios en la actividad de metal o las propiedades de la doble capa eléctrica.
CC
Cuando dos fases, por ejemplo, superficie de la biomasa y los solutos en
RE
disolución acuosa están en contacto, están obligados a estar rodeados por una
DI
doble capa eléctrica debido a la interacción electrostática; por lo tanto, la
adsorción disminuye con el aumento de la fuerza iónica, haciendo que al
transcurrir las horas, la adsorción se mantenga o aumente en una mínima
cantidad46.
- 23 -
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De las figuras 1 y 2 se observa también que a las dos horas del ensayo
T. asperellum adsorbió 11.8% de ion ferroso cuando este ion se encuentra en
una solución individual y 7.8% de adsorción cuando este ion se encuentra en
AC
IÓ
N
un misma solución con el ion zinc; mientras que a las cuatro horas del ensayo
UN
IC
la adsorción del ion ferroso es de 37.3% cuando se encuentra en solución
individual como cuando está en una misma solución con el ion zinc, notándose
CO
M
que la capacidad de adsorción del ion zinc disminuyó el porcentaje de
Y
adsorción del ion ferroso a las dos horas de evaluación. Esto haría suponer que
IC
A
el ion zinc comparte lugares de adherencia con el ion ferroso y que la presencia
ÁT
del ion zinc interferiría en la capacidad de adsorción del ion ferroso, sin
RM
embargo no se puede llegar a esa conclusión, explicándose los motivos más
IN
FO
adelante.
DE
Además se observa en estas figuras que T. asperellum adsorbió 8.3% de
AS
ion zinc cuando este ion se encuentra en una solución individual y 8.2% de
EM
adsorción cuando este ion se encuentra en un misma solución con el ion
SI
ST
ferroso, mientras que a las cuatro horas de ensayo, la adsorción del ion zinc es
DE
de 25% cuando se encuentra solo en solución y de 27.1% cuando este ion se
IO
N
encuentra en un misma solución con el ion ferroso.
CC
Vargas47 menciona que la adsorción es un proceso netamente
RE
fisicoquímico y según las características químicas de los iones en estudio, estas
DI
tienen variaciones muy pequeñas, entre estas características podemos
mencionar que el Fe2+ es más denso y tiene mayor peso atómico que el Zn2+; y
si recordamos la metodología empleada, a la solución problema se la hace
pasar por un adsorbente contenido en columnas, con flujo descendente, es decir
- 24 -
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la solución sufre los efectos de la gravedad, además de la presión del flujo, y
como tal, el metal con mayor peso atómico y más denso se pondrá más
rápidamente en contacto con el adsorbente que el menos denso; y de esta
AC
IÓ
N
manera ocupará más rápido su lugar de adherencia.2,19,48
UN
IC
Otra explicación que se podría manejar es que entre el Fe2+ y el Zn2+, el
hierro es más electronegativo y es de conocimiento general que a mayor
CO
M
electronegatividad, mayor es la fuerza de adhesión con otro compuesto49; es
A
Y
por eso que el hierro se adhiere con mayor rapidez y fuerza que el zinc.
ÁT
IC
La figura 3 muestra la comparación porcentual promedio entre la
RM
adsorción de ion ferroso y de zinc por Trichoderma asperellum FP-UNT01, en
IN
FO
una misma solución, a las cuatro horas del ensayo se observa que T. asperellum
adsorbió 37.3% de ion ferroso y 27.1% de ion zinc, mientras que en soluciones
DE
separadas hubo una adsorción de 37.3% de ion ferroso y 25% de ion zinc,
EM
AS
comprobándose estadísticamente que no hay diferencias significativas entre la
SI
ST
adsorción de estos iones en soluciones separadas ni cuándo se encuentra en una
misma solución.
DE
Se puede decir entonces que la presencia del ion Zn2+ no altera la
IO
N
adsorción del ion Fe2+ y viceversa, ya que al realizar el análisis de varianza se
RE
CC
encontró que no hay diferencias significativas. Esto se puede deber a que
DI
ambos tipos iones no compartirían sitios de adherencia, negando la posibilidad
explicada con las figuras 1 y 2; a que el pH 4 favorezca la adsorción de un tipo
de ion metálico en especial, o que simplemente no se está llegando a un punto
de saturación de los sitios de adherencia, ya que las figuras muestran siempre
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una recta ascendente, pudiendo resultar que a mayor tiempo de evaluación uno
de los iones se siga adsorbiendo mientras el otro ya no.
N
Para finalizar es posible que sucedan tres eventos posteriores a la cuarta
AC
IÓ
hora de evaluación, el primero es que continúe el proceso de adsorción, el
UN
IC
segundo que se saturen los lugares de adherencia y se culmine la adsorción y
por último puede darse que como producto de la saturación y el tiempo de
CO
M
exposición del metal con los pellets de Trichoderma asperellum FP-UNT01,
Y
comiencen a liberarse los iones adsorbidos (desorción); recomendándose
IC
A
aumentar el tiempo de evaluación para estandarizar el tiempo en que se realice
RM
ÁT
la máxima adsorción del ion ferroso y del ion zinc o en todo caso aumentar la
IN
FO
concentración de los iones metálicos ya que está comprobado que la adsorción
es mayor y se da en un menor tiempo cuando la concentración inicial de los
DI
RE
CC
IO
N
DE
SI
ST
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DE
iones metálicos aumenta50.
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CONCLUSIONES
Al evaluar el efecto de la presencia simultánea de los iones ferroso y de
AC
IÓ
N
zinc sobre su adsorción por Trichoderma asperellum FP-UNT01, a partir de
UN
IC
soluciones ideales; se encontró que:

M
La adsorción del ion ferroso por Trichoderma asperellum FP-UNT01,
CO
no se ve afectada por la presencia del ion zinc cuando se encuentran en una
RM
ÁT
IC
A
Y
misma solución.

IN
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La adsorción del ion zinc por Trichoderma asperellum FP-UNT01, no
se ve afectada por la presencia del ion ferroso cuando se encuentran en una
DI
RE
CC
IO
N
DE
SI
ST
EM
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DE
misma solución.
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RECOMENDACIONES
N
Dar un mayor tiempo de evaluación o aumentar la concentración inicial
AC
IÓ
de los metales en solución, para ver que si estos iones metálicos se siguen
UN
IC
adsorbiendo sin interferencias en una misma solución.
CO
M
Realizar más evaluaciones de adsorción de estos metales cambiando el
pH y así encontrar el pH óptimo que podría dar un mayor porcentaje de
ÁT
IC
A
Y
adsorción para ambos iones metálicos.
RM
Mejorar el sistema de evaluación de la adsorción que permitan mejorar
DI
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CC
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el control de parámetros, especialmente para mantener el flujo constante.
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ANEXOS
- 36 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No comercial-Compartir bajo la misma licencia
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Anexo 1. Tabla de límites máximos permisibles para efluentes minero-
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metalúrgicos11.
- 37 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No comercial-Compartir bajo la misma licencia
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Anexo 2. Mecanismos de interacción entre metales pesados y los
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microorganismos21.
- 38 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No comercial-Compartir bajo la misma licencia
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Anexo 3. Cultivo puro conservado de Trichoderma asperellum FP-UNT01.
- 39 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No comercial-Compartir bajo la misma licencia
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Anexo 4. Resiembra del cultivo puro de Trichoderma asperellum FP-
- 40 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No comercial-Compartir bajo la misma licencia
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Anexo 5. Observación microscópica de Trichoderma asperellum FP-
- 41 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No comercial-Compartir bajo la misma licencia
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planos.
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Anexo 6. Propagación de Trichoderma asperellum FP-UNT01 en frascos
- 42 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No comercial-Compartir bajo la misma licencia
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FP-UNT01.
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Anexo 7. Equipo de producción de biomasa de Trichoderma asperellum
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Anexo 8. Tamizado del micelio de Trichoderma Asperellum FP-UNT01
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Anexo 9. Biomasa fúngica de T. asperellum FP-UNT01: A) T. asperellum
después del lavado con HNO3 0.1 N y B) Formación de pellets de T.
asperellum.
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Anexo 10. Secado de pellets de T. asperellum FP-UNT01 a 60ºC por 24
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Anexo 11. Equipo Experimental para adsorción de Fe2+ y Zn2+
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Anexo 12. Solución de sulfato ferroso a 20 ppm.
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Anexo 13. Muestras recolectadas después de las 4 horas de evaluación.
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Sig.
,621
,638
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Inter-grupos
Intra-grupos
Total
ANOVA de un factor
Adsorción (ppm)
Suma de
Gl
Media
cuadrados
cuadrática
11,344
3
3,781
24,375
4
6,094
35,719
7
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Anexo 14. Análisis de varianza de los grupos de estudio.
RM
ÁT
Anexo 15. Análisis estadístico POST ANAVA de los grupos de estudio.
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Adsorción (ppm)
Ion metálico
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Ion Zinc
Zn + Fe
Ion hierro
Ion Hierro + Ion
Zinc
Sig.
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Student-NewmanKeulsa
N
2
2
2
Subconjunto
para alfa =
0.05
1
2,2500
2,5000
4,7500
2
4,7500
,752
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Se muestran las medias para los grupos en los subconjuntos
homogéneos.
a. Usa el tamaño muestral de la media armónica = 2,000.
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