Diversidad microbiana en reactores anaerobios operados bajo condiciones de limitación de substrato y de inhibición / Maricela Solórzano Campo

Tesis Maestría en Ciencias en Recursos Naturales y Desarrollo Rural El Colegio de la Frontera Sur 2007

Incluye bibliografía

Índice de figuras.. Índice de tablas.. Resumen.. 1. Introducción.. 2. Objetivos.. 3. Materiales y Métodos.. 3.1. Ubicación de estudio.. 3.2. Aparato experimental.. 3.3. Agua residual de alimentación.. 3.4. Desarrollo experimental.. 3.4.1 Arranque.. 3.4.2 Experimento 1: Efecto de la concentración del substrato sobre el desempeño de los reactores.. 3.4.3 Experimento 2: Efecto de la inhibición sobre el desempeño de los reactores.. 3.5. Ensayo de actividad biológica anaerobia específica.. 3.6. Ensayos de toxicidad.. 3.7. Análisis Fisicoquímicos.. 3.8. Análisis Estadístico de los datos.. 3.9. Estudio de las comunidades microbianas.. 3.9.1. Toma de muestra.. 3.9.2. Estudio molecular en base al 16S ADNr.. 3.10. Características físicas de los gránulos.. 3.11. Identificación de morfotipos microbianos por microscopia electrónica de barrido MEB.. 3.12 Aplicación de índices de biodiversidad.. 3.12.1. Índice de Dice (Cs.. 3.12.2. Índice de Shannon Wiener (H'.. 3.13. Análisis de Similitud de Jaccard.. 4. Resultados.. 4.1. Arranque y estabilización de reactores.. 4.2. Cambio de concentración de la alimentación.. 4.3. Inhibición y post-inhibición.. 4.4. Análisis estadístico de los datos de desempeño de los reactores.. 4.5. Características físicas de los gránulos.. 4.6. Identificación de morfotipos microbianos por MEB.. 4.6.1. Efecto de la concentración de sustrato.. 4.6.2. Efecto combinado de la inhibición y concentración de sustrato.. 4.6.3. Índice de Dice (Cs.. 4.7. Análisis molecular de las comunidades microbianas.. 4.7.1. Extracción de ADN.. 4.7.2. Amplificación por PCR de los fragmentos del 16S ADNr para Bacteria.. 4.7.3. Análisis de Similitud para Bacteria.. 4.7.4. Amplificación por PCR de los fragmentos del 16S ADNr para Archea.. 4.7.5. Análisis de Similitud para Archea.. 4.8. Índice de diversidad de Shannon (H.. 5. Discusiones.. 6. Conclusión.. 7. Literatura Citada.. 10. Anexos.. Anexo 1. Extracción de ADN total.. Anexo 2. Amplificación de la región 16S ADNr.. Anexo 3. Determinación de perfiles de las comunidades microbianas por PCR-DGGE.. Anexo 4. Pre-tratamiento de muestras y observaciones en MEB.. Anexo 5. Identificación de los morfotipos microbianos por MEB.. Anexo 6. Manuscrito sometido para su publicación

Acceso en línea sin restricciones

Durante el proceso de digestión anaerobia de las aguas residuales domésticas podrían presentarse condiciones de limitación de sustrato debido a la baja concentración de estos desechos, lo que podría conducir a bajas tasa de remoción de materia orgánica. Para investigar si la baja concentración del agua residual efectivamente representa una limitante para que el tratamiento anaerobio del agua residual sea eficiente, se condujeron experimentos en dos reactores UASB (1 L) alimentados con agua residual doméstica a dos concentraciones, 1,000 y 250 mg DQO/L. Además, se evaluó si la comunidad de microorganismos expuestos al agua residual de menor concentración sería más sensible a los efectos de un agente inhibidor externo que los cultivados con agua residual de mayor concentración. Se monitoreó el desempeño de ambos reactores a través de la medición de parámetros fisicoquímicos. Además se le dio seguimiento a los morfotipos que se desarrollaron en los gránulos por medio de microscopia electrónica de barrido y a la estructura del consorcio microbiano por medio de la técnica de PCR-DGGE. No se observó un efecto de la concentración del sustrato sobre la eficiencia de remoción de DQO bajo las condiciones estudiadas. La dilución, en el reactor de menor concentración de sustrato, parece haber tenido un efecto positivo posiblemente debido a la reducción de la concentración de algún o algunos componentes no identificados del agua residual que pudieron tener un efecto inhibitorio sobre la biomasa. Por otra parte, el comportamiento de los reactores antes y después del experimento de inhibición fue muy parecido lo que indica que no hubo un efecto combinado del inhibidor con la concentración del sustrato. Tampoco se observó ningún efecto de la concentración del sustrato sobre los microorganismos encontrados en los gránulos estudiados de cada reactor. Sin embargo, si se presentaron cambios después del evento de inhibición. El reactor operado a una concentración más baja de sustrato presentó una comunidad de Bacteria más estable y con menos cambios en su estructura que el reactor operado a una concentración más alta. Por otra parte, las poblaciones de Archea en ambos reactores no se vieron afectadas por la concentración del substrato en el influente, lo que podría explicar por que la remoción de DQO en ambos reactores, debida a la actividad metanogénica, no fue estadísticamente diferente. Los resultados sugieren que la estructura de la comunidad microbiana en los gránulos anaerobios puede verse más afectada por la concentración de componentes inhibitorios, presentes en el agua residual y no controlados en este estudio, presentes en el agua residual doméstica que por la concentración de las fuentes de carbono. spa

Biotecnología Ambiental