Estudio del efecto de la concentración de CO2 en la eliminación de N y P de agua residual de la UAM Iztapalapa, mediante el cultivo de Chlorella SP. - Domínguez Alfaro, Nancy Nayeli (Universidad Autónoma Metropolitana, 2017)
Al proceso de remover contaminantes del agua residual a través del metabolismo de las microalgas se le conoce como ficorremediación, éstas son capaces de remover el nitrógeno y el fósforo aprovechándolos para su crecimiento; al ser microorganismos autótrofos pueden realizar fotosíntesis por ello también son eficientes en la mitigación de CO2. Entre sus aplicaciones también se encuentra el aprovechamiento de sus metabolitos (colorantes, proteínas y lípidos), aunque la producción de dichos compuestos varía según la especie y las condiciones de cultivo. Por otro lado, las microalgas presentan la ventaja de poderse adaptar y cultivar en distintos medios (por ejemplo, distintos tipos de agua residual o fertilizantes comerciales), aumentando así su nivel de sustentabilidad. Entre los 8 y 12 géneros, que se encuentran en aguas residuales y que además tienen una alta capacidad de captación de CO2, se encuentra el género Chlorella sp. por lo que fue seleccionado como sistema modelo del presente estudio con el fin de acoplar la ficorremediación con la mitigación de CO2. La metodología se realizó en dos partes: (1) la evaluación de cinco fertilizantes comerciales como medio de cultivo para lograr una económica y alta producción de biomasa, y (2) la evaluación de la cantidad de remoción de N y P del efluente del reactor UASB de la PTAR de la UAM-I a distintas concentraciones de CO2, por la misma cepa. La cepa seleccionada en el laboratorio fue Chlorella vulgaris UTEX 2714, ésta se mantenía en Bold 3N modificado y las condiciones de cultivo en las que se tenía eran: agitación manual diaria, temperatura y pH iniciales de 26 °C y 7, respectivamente; ciclos de luz: oscuridad de 12-12 h cada uno a una intensidad de 570 lux. La primera parte de la experimentación se realizó en matraces Erlenmeyer de 125 mL, con 95 mL de medio de cultivo con 50% de inóculo, por triplicado, durante 12 días (mismas condiciones de cultivo). Los 5 fertilizantes comerciales (Scotts®, Miracle-Gro®, Vita®, FixaFol® y Folim®) fueron ajustados a pH 7 y con una concentración de nitrógeno de 0.1 g/L, igual que su medio de referencia (Bold 3N modificado). De los fertilizantes evaluados, los que no presentaron precipitados fueron Folim® y Vita®; la densidad celular obtenida en el periodo de estudio fue de (8.1 ± 1.28) x 106 cél/mL y (3.82 ± 0.7) x 106 cél/mL, respectivamente. También se encontró que el contenido de lípidos fue de 56.79 ± 1.94 % para Folim® y 51.64 ± 1.42 % para Vita® (éste se determinó con sistema Soxhlet). Para el medio de referencia los resultados obtenidos fueron: (6.46 ± 1.74) x 106 cél/mL y 40 ± 0.11 % de lípidos. La segunda parte de la experimentación se realizó en matraces Erlenmeyer de 250 mL, con 200 mL de medio de cultivo con 50% de inóculo, por duplicado, durante 20 días (mismas condiciones de cultivo). El sistema fue suministrado con un flujo de aireación de 0.96 L/min con 0, 2 y 10 % de CO2. La densidad celular alcanzada en el periodo de estudio fue de (1.09 ± 0.28) x 107 cél/mL sin CO2, (1.19 ± 0.82) x 107 cél/mL con 2 % de CO2 y (5.42 ± 0.44) x 106 cél/mL con 10 % de CO2. También se encontró una mayor formación de biopelícula y biomasa suspendida a 2 % de CO2 que sin y a 10 % de CO2, esta fue de: 0.34 ± 0.001 g, 0.23 ± 0.001 g y 0.05 ± 0.001 g, respectivamente. En cuanto a la remoción de nutrientes se observó un porcentaje de remoción de NT de: 92.28 ± 7.88 % sin CO2, 100.00 ± 1.65 % con 2 % CO2 y 89.22 ± 6.10 % con 10 % de CO2; y de PT de 81.74 ± 0.08 % de remoción sin CO2, 89.04 ± 0.08 % con 2 % CO2 y 74.43 ± 0.08 % con 10 % de CO2. Finalmente se concluyó que el fertilizante Folim© es adecuado como medio de cultivo para Chlorella vulgaris UTEX 2714 al tener un crecimiento similar al del medio Bold 3N modificado (su medio de cultivo convencional) y que la misma cepa es capaz de crecer en agua residual con un flujo de 2 % de CO2 como sin él; en cuya concentración de dióxido de carbono, la eliminación de NT y PT es la mayor. Por lo que el mejor porcentaje, de los evaluados en éste estudio, para acoplar la eliminación de nutrientes y la mitigación de CO2 con Chlorella vulgaris UTEX 2714 es a 2 %.