Evaluación de la capacidad de remoción de metal en especies de algas aisladas de ambientes contaminados

Abstract

La contaminación por metales ha incrementado en las últimas décadas producto del desarrollo industrial, lo que resulta especialmente peligrosos debido a su alta toxicidad y naturaleza no biodegradable que provoca la acumulación en el ambiente. El uso de cultivos de algas unicelulares ha demostrado ser eficiente para la remoción de metales. La adsorción a la pared celular y la absorción intracelular son algunas de las estrategias que presentan las algas para reducir la toxicidad del metal. El objetivo de este trabajo fue estudiar la remoción de Ni2+ por medio de cepas algales aisladas de ambientes contaminados. Se realizaron ensayos de remoción de Ni2+ a distintas concentraciones de metal, dosis inicial de biomasa y tiempo de contacto, así como también se caracterizó el crecimiento de las algas. Se analizaron 8 cepas pertenecientes a los géneros Chlorella sp. y Scenedesmus sp. a 25 y 55 mg L-1 de Ni2+, obteniendo eficiencias de remoción (E%) entre 75-100% y altas capacidades de remoción (q). Fueron seleccionadas las tres cepas más eficientes, RR6 (Chlorella sp.), RR8 y P1 (Scenedesmus sp.) (E% ≥ 91%) para determinar la concentración óptima de biomasa, la cual correspondió a 0.30, 0.47 y 0.24 g L-1 para RR8, P1 y RR6, respectivamente. Las algas analizadas mostraron una rápida velocidad de remoción durante los primeros minutos de ensayo, alcanzando valores máximos de q muy prometedores (141-190 mg g-1), a un tiempo óptimo de 120 minutos para RR8 y de 24 horas para RR6 y P1. Estos datos indicarían que la adsorción parece ser el mecanismo predominante para la captación de Ni2+. El estudio cinético reveló que los modelos de pseudo-segundo orden y Elovich ajustaron mejor para las tres cepas. Los resultados obtenidos proporcionan importantes perspectivas sobre la potencial aplicación de estas cepas en el tratamiento de aguas residuales o lixiviados contaminados con Ni2+ a gran escala.

Metal environmental pollution has increased in recent decades as a result of the industrial development, which is especially dangerous due to its high toxicity and non-biodegradable nature. Unicellular algae cultures have shown to be efficient for metal removal. Cell wall adsorption and intracellular absorption are some of the strategies displayed by algae to reduce metal toxicity. The objective of this work was to study Ni2+ removal using algae strains isolated from contaminated environments. Ni2+ removal tests were performed at different initial metal concentrations, initial biomass dose and contact time. Also, algae growth was characterized. Eight strains belonging to the genera Chlorella sp. and Scenedesmus sp. were analyzed at 25 and 55 mg L-1 of Ni2+ , obtaining removal efficiencies (E%) between 75-100% and high removal capacities (q). The three most efficient strains, RR6 (Chlorella sp.), RR8, and P1 (Scenedesmus sp.) (E% ≥ 91%) were selected to evaluate the optimal biomass concentration, which was 0.30, 0.47 and 0.24 g L -1 for RR8, P1 and RR6, respectively. Algae strains showed a fast removal rate during the first minutes of the test, reaching very promising q values (between 141-190 mg g-1), at an optimal time of 120 minutes for RR8, and 24 hours for RR6 and P1. These data would indicate that adsorption seems to be the predominant mechanism for Ni2+ uptake. The kinetic study revealed that the pseudo-second order and Elovich models fit well for the three strains. Results obtained in this study provide important perspectives on the potential application of these strains in the treatment of wastewater contaminated with Ni2+ on a large scale.