Estudio fisiológico y poblacional de un proceso microbiológico metanogénico con oxígeno para la eliminación de acetato de vinilo Public Deposited
El presente trabajo contribuye al estudio de los proceso de elim inación de acetato de vinilo bajo condiciones metanogénicas y metanogénesis en presencia oxígeno, aportando evidencias del efecto del acetato de vinilo en la metanogénesis; las interacciones entre la respuesta fisiológica dentro de un consor cio metanogénico en presencia de oxígeno y glucosa; así como la estructura molecular de las comunidades microbianas de arqueas y bacterias presentes en ambos cultivos, mediante separación de ADN por electroforesis en gel con gradiente desnaturalizante (DGGE). Dos reactores UASB (A y B), en presencia de acetato de vinilo (AV) y glucosa (G), uno operando en condiciones metanogénicas (reactor A) y otro alimentado con 1 mg L-1 d-1 de oxígeno disuelto (reactor B). El reactor metanogénico mostró que al aumentar 150% en la velocidad de carga de AV, la E COT disminuyó un 45%, por acumulación del 48% del carbono como acetato y la rCH4 disminuyó un 49%, mostrando un efecto negativo aparentemente ligado con el aumento de la velocidad de carga de AV (2.5 veces). Sin embargo, la eficiencia de consumo de AV fue siempre del 100%, sugiri endo que los efectos negativos no están vinculados con el aumento en la velocidad de carga de AV, sino con la disminución en la velocidad a la que se consume del acetato y la modificación de la ruta metabólica. En el reactor que se alimentó con 1 mg OD L -1 d-1, la eficiencia de eliminación se recuperó y el acetato acumulado se consumió, aún con el aumento de la velocidad de carga de AV. Esto debido a que el oxígeno aumentó la capacida d oxidativa de los lodos para metanizar y mineralizar este intermediario. Mediante ensayos en lote bajo condiciones metanogénicas, se evaluó el papel del AV en el proceso respiratorio metanogénico y el efecto del AV en la metanogénesis acetoclástica. Estos ensayos mostraron una aparente relación entre la disminución en la velocidad específica de formación de CH4 y la velocidad específica de formación de acetato, por lo que bajo estas condiciones la formación de CH 4 a partir de acetato es lenta, debido a la baja velocidad de consumo de este intermediario en el lodo; y que la exposición del l odo al AV, provocó una disminución del 69% en la velo cidad máxima de consumo de acetato. Con los ensayos en presencia de oxígeno, se evaluó el papel que tiene 1 mg OD L-1 en la eliminación del AV y el proceso respiratorio de eliminación de 34 mg C L-1 de AV, con un cultivo axénico de B. agri (Lara-Mayorga y col., 2010) y lodos metanogénicos. Estos cultivos dieron evidencia de que al estar presente el oxígeno la metanogénesis se vio favorecida y la mineralización de una fracción de AV fue llevada a cabo por una ruta aerobia. El análisis molecular mediante DGGE de las poblaciones mostró que en las poblaciones de arqueas se lograron identificar dos poblacio nes de arqueas metanogénicas acetoclásticas, Methanosarcina barkeri que estuvo presente en ambos reactores en todas las condiciones de operación evaluadas, y Methanosaeta concilli que desapareció en ambos reactores al aumentar la velocidad de carga de AV. Las poblaciones de bacterias desaparecieron en su mayoría cuando ambos reactores fueron alimentados con AV, y cuando el reactor B fue alimentado con 1 mg OD L -1 d-1 se observó la aparición de nuevas bandas, identificadas como bacterias aerobias, destacando la presencia de Brevibacillus agri que está reportada como una bacteria aerobia que participa en la e liminación del AV en lodos metanogénicas en presencia de oxígeno.
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