Resumen
Introducción. La presencia de compuestos azufrados en aguas residuales constituye un problema ambiental debido a su toxicidad y a la generación de malos olores. Los consorcios bacterianos metabolizadores de azufre representan una alternativa eficiente para su degradación. Este estudio evaluó un consorcio bacteriano compuesto por Aeromonas spp. y Pantoea agglomerans, aislado de la PTAR La Marina (Armenia, Quindío), para la biorremediación de compuestos azufrados en aguas residuales domésticas. Objetivo. Aislar y caracterizar un consorcio bacteriano (Aeromonas spp. + P. agglomerans) y evaluar su capacidad para degradar compuestos azufrados en aguas residuales. Materiales y métodos. Se aisló y conformó un consorcio bacteriano a partir de muestras de la PTAR La Marina. Se realizaron ensayos de tolerancia a Na₂SO₄ y pruebas de incubación en aguas residuales bajo condiciones reales. La disminución de compuestos azufrados se evaluó mediante espectroscopía FTIR y Raman, y adicionalmente se registraron el pH y el oxígeno disuelto antes y después del tratamiento como medidas indirectas de la reducción de H₂S. Resultados. Las cepas toleraron concentraciones de hasta 20 mg/L de Na₂SO₄ sin inhibición significativa. P. agglomerans mostró mayor capacidad de eliminación de compuestos azufrados que Aeromonas spp., además no se observó inhibición en co-cultivo y presento sinergia. Los análisis FTIR y Raman, junto con el aumento del pH de ~6,9 a ~8,3 y del oxígeno disuelto de ~0,15 a ~0,83 mg/L (equivalente a un aumento de 4,86 veces) evidenciaron la disminución de compuestos azufrados tras el tratamiento. Conclusiones. El consorcio bacteriano demostró eficacia en la biorremediación de compuestos azufrados y mejoró la calidad del efluente, evidenciando su potencial aplicación biotecnológica.
Citas
United States Environmental Protection Agency. Primer for Municipal Wastewater Treatment Systems (EPA 832-R-04-001). Office of Water, Office of Wastewater Management; 2004.
Sánchez I., Revelo D., Burbano A., García R., Guerrero C. Eficiencia de consorcios microbianos para tratamiento de aguas residuales en un sistema de recirculación acuícola. Biotecnol. Sector Agropec. Agroind. 2013; 11: 245-254.
Barreiro Vescovo S.N. Caracterización de los consorcios microalgas y bacterias en el tratamiento de aguas residuales urbanas. 2019.
Wu B., Liu F., Wenwen F., Yang T., Chen G.H., He Z., Wang S. Microbial sulfur metabolism and environmental implications. Sci. Total Environ. 2021; 778: 146085. doi:10.1016/j.scitotenv.2021.146085.
https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.146085
Jørgensen B.B. Unravelling the sulphur cycle of marine sediments. Environ. Microbiol. 2019; 21: 3533-3538. doi:10.1111/1462-2920.14721.
https://doi.org/10.1111/1462-2920.14721
Pronk J.T., Lien K., Bos P., Kuenen J.G. Energy transduction by anaerobic ferric iron respiration in Thiobacillus ferrooxidans. Appl. Environ. Microbiol. 1991; 57: 2063-2068. doi:10.1128/AEM.57.7.2063-2068.1991.
https://doi.org/10.1128/aem.57.7.2063-2068.1991
Novair S.B., Quchan Z.B., Lajayer B.A., Shu W., Price G.W. The role of sulphate-reducing bacteria (SRB) in bioremediation of sulphate-rich wastewater: focus on the source of electron donors. Process Saf. Environ. Prot. 2024; 184: 190-207. doi:10.1016/j.psep.2024.01.103.
https://doi.org/10.1016/j.psep.2024.01.103
Ngurah G. Experimento preliminar de EM. Tecnología en tratamiento de aguas residuales. Indonesia Kyusei Naturaleza Sociedad Agropecuaria, Saraburi, Tailandia; 2005: 1-6.
Haosagul S., Prommeenate P., Hobbs G., Pisutpaisal N. Sulfide-oxidizing bacteria community in full-scale bioscrubber treating H₂S in biogas from swine anaerobic digester. Renew. Energy 2020; 150: 973-980. doi:10.1016/j.renene.2019.11.139.
https://doi.org/10.1016/j.renene.2019.11.139
Rana K., Rana N., Singh B. Aplicaciones de las bacterias oxidantes de azufre. En: Aspectos fisiológicos y biotecnológicos de los extremófilos. Prensa Académica; 2020: p.131-136. doi:10.13140/RG.2.2.13477.79840.
Medina Mori M. Energía alternativa a partir de la bacteria Pseudomonas aeruginosa y Aeromonas hydrophila por la técnica de la bioelectrogénesis. 2018. doi:10.26789/ANZSJA.2004.13.
Audu K.E., Adeniji S.E., Obidah J.S. Bioremediation of toxic metals in mining site of Zamfara metropolis using resident bacteria (Pantoea agglomerans): an optimization approach. Heliyon 2020; 6: e04799. doi:10.1016/j.heliyon.2020.e04799.
https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2020.e04799
Nguyen K., Kumar P. Morphological phenotypes, cell division, and gene expression of Escherichia coli under high concentration of sodium sulfate. Microorganisms 2022; 10: 274. doi:10.3390/microorganisms10020274.
https://doi.org/10.3390/microorganisms10020274
Yang Z., Wu Q., Liu Z., Qi X., Zhang Z., He M., Yin H. Harnessing sulfate-reducing bacteria with plants to revitalize metal-tainted coal mine soils in Midwest China: metal sequestration performance, ecological networking interaction, and functional enzymatic prediction. Front. Microbiol. 2023; 14: 1306573. doi:10.3389/fmicb.2023.1306573.
https://doi.org/10.3389/fmicb.2023.1306573
Mathews L., Abu-Reesh I.M., Nakhla G. Aeromonas hydrophila in wastewater treatment: biofilm formation and pollutant removal. Bioresour. Technol. 2018; 265: 256-263.
Paulo P.L., Jiang B., Stams A.J.M. Aeromonas species and their role in biodegradation of industrial surfactants in wastewater. Water Sci. Technol. 2017; 75: 1195-1205.
Beltrán J., Álvarez M., Restrepo C. Hydrocarbon and sulfate biodegradation potential of Aeromonas spp. isolated from contaminated aquatic environments. Int. Biodeterior. Biodegradation 2016; 115: 192-200.
Montenegro S., Villamil C., Pérez J. Sulfate metabolism pathways in Aeromonas spp.: implications for wastewater bioremediation. Environ. Technol. Innov. 2021; 24: 101939.
Castro R., Méndez E., Rodríguez P. Sulfur compound transformation by Aeromonas strains in polluted waters. Ecotoxicol. Environ. Saf. 2016; 134: 201-208.
Chalco A., Vargas M., Herrera D. Pantoea agglomerans in sulfur removal bioprocesses. Environ. Biotechnol. 2022; 18: 59-72.
Daza E., Gutiérrez L., Rojas H. Bioreduction of sulfates and heavy metals by Pantoea agglomerans in contaminated environments. J. Environ. Manage. 2016; 184: 505-512.
Layedra A., Bravo R., Torres L. Evaluación de un consorcio microbiano y selección de un soporte en un sistema de biofiltración. Ing. Invest. 2019; 39: 45-54.
Díaz-Borrego J., López J., Ramos M. Microbial networks in the sulfur cycle: new insights into wastewater ecosystems. J. Appl. Microbiol. 2017; 122: 231-243.
Singh S., Kumar A., Ghosh P. Sulfate removal from wastewater using bacterial systems: an FTIR-based study. J. Hazard. Mater. 2011; 192: 295-302.
Parikh S.J., Goyne K.W., Margenot A.J., Mukome F.N., Wagner S. Soil chemical insights provided through vibrational spectroscopy. Adv. Agron. 2014; 126: 1-148.
https://doi.org/10.1016/B978-0-12-800132-5.00001-8
Liu Y., Chen J., Zhou X. Anoxic bacterial consortia reduce sulfate to metal sulfides in wastewater treatment. Water Res. 2024; 236: 120201. doi:10.1016/j.watres.2023.120201.
https://doi.org/10.1016/j.watres.2023.120201
Gong H., Li Q., Zhang Y. FTIR evidence of oxygenated metabolite accumulation during microbial degradation of sulfur compounds. Chemosphere 2024; 350: 140433.
Chen Y., Cheng J., Creamer K. Inhibition of autotrophic denitrifiers under sulfide-limited conditions. Bioresour. Technol. 2017; 245: 298-305.
Krishnakumar B., Majumdar S., Manilal B.V., Haridas A. Treatment of sulphide-containing wastewater with sulphur recovery in a novel reverse fluidized loop reactor (RFLR). Water Res. 2005; 39: 639-647.
https://doi.org/10.1016/j.watres.2004.11.015
Ramírez A., López D., Sánchez J. Microalgal consortia reduce dissolved sulfides and increase oxygen in wastewater. Algal Res. 2020; 47: 101852.
Nielsen P.H., Vollertsen J. The sulfur cycle in sewer systems: a review. Water Res. 2021; 199: 117228.
Giraldo L., Lozada J. Aplicación de consorcios bacterianos autóctonos en biorreactores para aguas residuales. Rev. Fac. Ing. Univ. Antioquia 2019; 28: 11-22.
Ruiz H., Cifuentes L., Morales C. Uso de consorcios microbianos en biorreactores para el tratamiento de efluentes contaminados. Ing. Compet. 2018; 20: 65-74.

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