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Microalgas inmovilizadas con distintos tipos de recubrimiento para su potencial uso en la remoción de nutrientes de efluentes de cultivos acuícolas
Potential use of immobilized microalgae with two different coatings for nutrient removal in aquaculture wastewaters
Lilian Marlene Flores Páez
M. Del Pilar Sanchez Saavedra
Acceso Abierto
Atribución
Scenedesmus, Acuicultura, Cápsulas de alginato, Tripolifosfato de sodio, Microalga, Ciencias del mar, Disponibilidad
Una eficiente alternativa para la depuración de efluentes, es el tratamiento terciario con microalgas inmovilizadas. Un problema en la inmovilización de microalgas por el método de confinamiento utilizando alginato o quitosano, es que después de 7 días en promedio, las células son liberadas a través de la pared de las cápsulas al medio de cultivo. El objetivo de esta investigación fue evaluar la capacidad de retención de células de Scenedesmus sp. inmovilizadas en cápsulas de alginato, al utilizar diferentes tipos de recubrimiento que permitan el crecimiento, la fotosíntesis y permeabilidad para utilizar nutrientes. Para el recubrimiento de las cápsulas de alginato se ensayaron distintos tiempos de calcificación con cloruro de calcio al 2% (30, 60, 90 y 120 min), así como distintas concentraciones de quitosano (Qs) (0.25, 0.50, 0.75 y 1%), de tripolifosfato de sodio (TPP) (1, 2, 3, 4, 5, 10 y 12%) con diferentes tiempos de contacto para Qs (20, 80 y 200 s) y para TPP (20, 60 y 300 s). Los tratamientos experimentales de cultivos de células de Scenedesmus sp. inmovilizadas, se mantuvieron en medio “2f” sin recambio de medio a 20 ± 1 °C y con iluminación continua (100 μE m-2 s-1). Como control de estos ensayos se colocaron cultivos de células libres en condiciones similares que las descritas para las células inmovilizadas.Se encontró viabilidad para el crecimiento de las células de Scenedesmus sp. inmovilizadas en alginato y con ambos tipos de recubrimiento en todos los tratamientos experimentales. Sin embargo, se modificó el crecimiento de Scenedesmus sp. por el tipo de recubrimiento, por la concentración del compuesto y por efecto del tiempo de contacto con la solución de gelificación. Se seleccionaron las mejores condiciones de recubrimiento de las cápsulas de alginato y éstas correspondieron a utilizar calcificación durante 60 min, y con recubrimiento de TPP al 1% por 60 s de tiempo de contacto, así como recubrimiento con Qs al 0.50% por 200 s de tiempo de contacto.Al comparar la eficiencia de los recubrimientos seleccionados, se encontró que de entre ellos el TPP promueve una mayor concentración de células de Scenedesmus sp. (1.66 x 107 cél mL-1) y la mayor tasa de crecimiento (0.98 divisiones d-1). Para los cultivos de células libres le correspondió la menor concentración celular (0.58 x 107 cél mL-1) y la mayor tasa de crecimiento (2.18 divisiones día-1). Se obtuvieron importantes diferencias en el porcentaje de liberación de células de Scenedesmus sp. inmovilizadas en alginato dependiendo del tipo de recubrimiento, y el menor porcentaje fue al utilizar el recubrimiento con TPP (4.2%), respecto de los valores obtenidos con recubrimiento de Qs (7.1%) y los de las cápsulas de alginato sin recubrimiento (4.5%).La mayor eficiencia en la remoción de fosfatos se encontró en los tratamientos con células libres (96%). En los ensayos de remoción de nitratos, la mayor eficiencia correspondió a los tratamientos de recubrimiento con TPP (56%), para Qs (54%), y para el cultivo de células libres (53%). Se evaluó una mayor producción de nitritos para el cultivo de células libres (4134%) y para las células inmovilizadas en alginato (5775%).El mayor porcentaje de proteínas (50%) fue para el tratamiento de células libres durante el día 5 de cultivo, seguido por el tratamiento de recubrimiento con TPP los días 5 (48%) y día 10 de cultivo (47%). Los valores mayores de carbohidratos (43%) fueron para el recubrimiento con TPP durante el dia 5. Los mayores valores de lípidos (15%) fueron para el tratamiento de inmovilización con alginato al día 5 y para el recubrimiento con TPP el día inicial (13%) y día 10 de cultivo (14%).No se presentó cambio en la fotosíntesis máxima entre los distintos tratamientos experimentales de recubrimiento y entre los días de cultivo evaluados. Sin embargo, se modificó el contenido de clorofila a por efecto del proceso de inmovilización y de recubrimiento, así como por el día de cultivo.Se concluye que el recubrimiento de las cápsulas de alginato con TPP permite el crecimiento de las células de Scenedesmus sp., disminuye la liberación de las células a través de la pared de las cápsulas al medio de cultivo, permite permeabilidad para la remoción de fosfatos y nitratos, sin afectar la eficiencia fotosintética y se incrementa la concentración de proteínas y carbohidratos de las células.
CICESE
2012
Tesis de maestría
Español
Flores Páez, L. M.2012.Microalgas inmovilizadas con distintos tipos de recubrimiento para su potencial uso en la remoción de nutrientes de efluentes de cultivos acuícolas.Tesis de maestría en ciencias.Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada.91 pp.
MICROBIOLOGÍA
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