Efecto de la concentración de inóculo de un consorcio bacteriano nativo en la degradación de los nitratos de vinaza de una destilería de alcohol
DOI:
https://doi.org/10.17268/agroind.science.2017.02.01Resumen
El objetivo de este trabajo fue evaluar el efecto de la concentración de inóculo de un consorcio bacteriano nativo para la degradación de los nitratos (NO3-N) en la vinaza. El consorcio bacteriano fue analizado en cuanto a la morfología macroscópica y por observaciones microscópicas y luego inoculado en biorreactores aeróbicos de recirculación con flujo ascendente que contenían vinaza. La vinaza tratada con el inóculo y un control fueron evaluados en función de su pH, DBO, contenido de nitratos, nitritos, nitrógeno y nitrógeno amoniacal. El pH no varió significativamente y se mantuvo cercano al neutro. Una reducción significativa de la DBO (hasta 47,67%) y el contenido de nitratos (hasta 8,66 mg/L) se encontró en este trabajo. Un alto contenido de nitrógeno, como resultado de la degradación de los nitratos se encontró. La vinaza tratada en esta investigación puede ayudar a mitigar la contaminación producida por este residuo y además permitiría enriquecer el suelo de cultivo.
Citas
Appelo, C.A.J.; Postma, D. 2005. Geochemistry, groundwater and pollution. 2da Edition. A. A. Balkema publishers, Leiden, the Netherlands.
Barrera, E.l.; Rosa, E.; Spanjers, H.; Romero, O.; De Meester, S.; Dewulf, J. 2016. A comparative assessment of anaerobic digestion power plants as alternative to lagoons for vinasse treatment: life cycle assessment and exergy analysis. Journal of Cleaner Production 113: 459-471.
Bateman, E.J.; Baggs, E.M. 2005. Contributions of nitrification and denitrification to N2O emissions from soils at different water-filled pore space. Biology and fertility of soils 41(6): 379-388.
Belhadj, S.; Karouach, F.; El Bari, H.; Joute, Y. 2013. The biogas production from mesophilic anaerobic digestion of vinasse. IOSR Journal of Environmental Science, Toxicology and Food
Technology 2319-2402.
Beltran, F.J.; Garcia-Araya, J.F.; Alvarez, P.M. 1999. Wine distillery wastewater degradation 2. Improvement of aerobic biodegradation by means of an integrated chemical (ozone)-biological treatment Journal of agricultural and Food Chemistry 47: 3919–3924.
Benavides, L.J.; Quintero, G.M.; Ostos, O.O.L. 2006. Aislamiento e identificación de diez cepas bacterianas desnitrificantes a partir de un suelo agrícola contaminado con abonos nitrogenados
proveniente de una finca productora de cebolla en la laguna de tota, Boyacá, Colombia. Nova 4(6): 50–54.
Bergaust, L.; Bakken, L.R.; Frostegård, Å. 2011. Denitrification regulatory phenotype, a new term for the characterization of denitrifying bacteria. Biochemical society transactions 39(1): 207212.
Bergaust, L.; Shapleigh, J.; Frostegård, Å.; Bakken, L. 2008. Transcription and activities of nox reductases in agrobacterium tumefaciens: the influence of nitrate, nitrite and oxygen availability. Environmental microbiology 10(11): 3070-3081.
Carpenter, S.R.; Caraco, N.E.; Correll, D.L.; Howarth, R.W.; Sharpley, A.N.; Smith, V.H. 2011. Nonpoint pollution of surface waters with phosphorus and nitrogen. Ecological applications 8: 558-568.
Chabani, M.; Amrane, A.; Bensmaili, A. 2007. Kinetics of nitrates adsorption on amberlite ira 400 resin. Desalination 206: 560–567.
Colin, V.L.; Juárez Cortes, Á.A.; Aparicio, J.D.; Amoroso, M.J. 2016. Potential application of a bioemulsifier-producing actinobacterium for treatment of vinasse. Chemosphere 144: 842-847.
Dahiya, J.; Singh, D.; Nigam, P. 2001. Decolourisation of molasses wastewater by cells of pseudomonas fluorescens immobilized on porous cellulose carrier. Bioresource Technology 78: 111–114.
Dalsgaard, T.; Stewart, F.J.; Thamdrup, B.; De Brabandere, L.; Revsbech, N.P.; Ulloa, O.; Canfield, D.E.; Delong, E.F. 2014. Oxygen at nanomolar levels reversibly suppresses process rates and gene expression in anammox and denitrification in the oxygen minimum zone off northern chile. mBio 5(6): 1966-01914.
Da Silva, M.A.S.; Kliemann, H.J.; De-Campos, A.B.; Madari, B.E.; Borges, J.D.; Gonçalves, J.M. 2013. Effects of vinasse irrigation on effluent ionic concentration in brazilian oxisols. African journal of
agricultural 8(45): 5663-5671.
Dias, M. F.; Colturato, L. F.; De Oliveira, J. P.; Leite, L. R.; Oliveira, G.; Chernicharo, C. A.; De Araújo, J. C. 2016. Metagenomic analysis of a desulphurisation system used to treat biogas from vinasse methanisation. Bioresource technology 205: 58-66.
Dron, J.; Dodi, A. 2011. Comparison of adsorption equilibrium models for the study of Cl−, NO3− and S4O2− removal from aqueous solutions by an anionexchange resin. Journal of hazardous
materials 190: 300–307.
España-Gamboa, E.; Mijangos-Cortes, J.; Barahona-Perez, L.; Dominguez-Maldonado, J.; Hernández-Zarate, G.; Alzate-Gaviria, L. 2011. Vinasses: characterization and treatments. Waste management & research 29(12): 1235-1250.
Ferrer, J; Davalillo, Y; Chandler, C. 2008. Producción de proteína microbiana a partir de los desechos del procesamiento de la caña de azúcar. Tesis para optar el título de Ingeniero Químico. Repositorio de la University of Toronto 12(2): 56-63.
Ghosh, M.; Ganguli, A.; Tripathi, A.k. 2002. Treatment of anaerobically digested distillery spentwash in a two-stage bioreactor using pseudomonas putida and aeromonas sp. Process Biochemistry 7: 857–862.
Hartsock, A.; Shapleigh, J. P. 2010. Mechanisms of oxygen inhibition of nirk expression in rhodobacter sphaeroides. Microbiology 156(10):3158-3165.
Hartsock, A.; Shapleigh, J.P. 2011. Physiological roles for two periplasmic nitrate reductases in rhodobacter sphaeroides 2.4. 3 (atcc 17025). Journal of Bacteriology 193(23): 6483-6489.
Helfgott, S. 2011. El cultivo de la caña de azúcar en la costa peruana. Editorial arte gráfica. Universidad nacional agraria la molina. No.F01 H4. 1997. Disponible en: http://www.sidalc.net/cgibin/wxis.exe/?IsisScript=inperupe.xis&method=post&formato=2&cantidad=1&expresion=mfn=008273.
Holt, J. 2000. Bergey´s manual of determinative bacteriology. 9th edition. Editorial Lippincott and Wilkins eds. Philadelphia. pp.781.
Jacobsen, B.H.; Hansen, A.L. 2016. Economic gains from targeted measures related to non-point pollution in agriculture based on detailed nitrate reduction maps. Science of the total environment 556: 264-275.
Kambe, T.N.; Shimomura, M.; Nomura, N.; Chanpornpong, T.; Nakahara, T. 1999. Decolourization of molasses wastewater by Bacillus sp. under thermophilic and anaerobic conditions. Journal of Bioscience and Bioengineering 87: 119–121.
Kumar, P.; Chandra, R., 2006. Decolurisation and detoxification of synthetic molasses melanoidins by individual and mixed cultures of Bacillus spp. Bioresource Technology 97: 2096–2102.
Koneman, W.; Allen, D.; Janda, M.; Schreckenberger, C.; Winn, C. 2004. Diagnóstico microbiológico. Texto y atlas a color. 5ta.edición. Editorial médica panamericana.argentina. pp 5-85.
Martínez-Espinosa, R.M.; Cole, J.A.; Richardson, D.J.; Watmough, N.J. 2011. Enzymology and ecology of the nitrogen cycle. Biochemical society transactions 39(1): 175-178.
Milmile, S.N.; Pande, J.V.; Karmakar, S.; Bansiwal, A.; Chakrabarti, T.; Biniwale, R.B. 2011. Equilibrium isotherm and kinetic modeling of the adsorption of nitrates by anion exchange indion NSSR resin. Desalination 276: 38–44.
Miranda, H.; Robles-Castillo, H.; Villanueva-Alva V.; Rodriguez- Quezada V. 2006. Biorreactores. Diseño y Aplicaciones. Sociedad peruana de biotecnología. pp. 90.
Mutis, D. 2009. Deslignificación de residuos de la caña de azúcar (hojas y cogollos) con procesos químicos. Tesis de gradopregrado, Cali, Colombia. Universidad del valle.
Nunes, M.R.; Leal, J.R.; Velloso, A.C.S. 2012. Efeitos da vinhaça na lixiviação de nutrientes do solo. III. potássio, cálcio, magnésio. Pesquisa Agropecuária Brasileira 17(3): 371-374.
Salomon, K.R.; Silva Lora, E.E. 2009. Estimate of the electric energy generating potential for different sources of biogas in Brazil. Biomass & Bioenergy 33: 1101–1107.
Sandoval, M. 2013. Disminución de la demanda química de oxígeno (DQO) en vinazas mediante tratamiento biológico. Tesis de gradopregrado. Universidad tecnológica de mixteca. México.
Shapleigh, J.P. 2011. Oxygen control of nitrogen oxide respiration, focusing on α-proteobacteria. Biochemical Society Transactions 39(1): 179-183.
Sowmya, A.; Meenakshi, S. 2013a. An efficient and regenerable quaternary amine modified chitosan beads for the removal of nitrate and phosphate anions. Journal of Environmental Chemical Engineering 1: 906–915.
Sowmya, A.; Meenakshi, S. 2013b. Removal of nitrate and phosphate anions from aqueous solutions using strong base anion exchange resin. Desalination and Water Treatment 51: 7145–7156.
Sirianuntapiboon, S.; Phothilangka, P.; Ohmomo, S. 2004. Decolourization of molasses wastewater by a strain no. bp103 of acetogenic bacteria. Bioresource Technology 92: 31–39.
Pérez, I.; Garrido, N. 2006. Aprovechamiento integral de vinazas de destilerías. Ingeniería Química 38(435): 129-133.
Petruccioli, M.; Duarte, J.C.; Fedrerici, F. 2000. High rate aerobic treatment of winery wastewater using bioreactors with free and immobilized activated sludge. Journal of Bioscience and Bioengineering 90: 381–386.
Pant, D.; Adholeya, A. 2007. Biological approaches for treatment of distillery wastewater: a review. Bioresource Technology 98(12): 2321-2334.
Prado, R.D. M.; Caione, G.; Campos, C.N.S. 2013. Filter cake and vinasse as fertilizers contributing to conservation agriculture. Applied and Environmental Soil Science 2013(1).
Prodanov, M.; Cobo, R. 2004. Impacto ambiental de la industria vinícola (i). Alimentación, Equipos y Tecnología 186: 97-100.
U.S. E.P.A. 2010. Renewable fuel standard program (rfs2). Regul. Impact Anal. pp. 1–1107. Available en: http://www.epa.gov/otaq/renewablefuels/420r10006.pdf.
Uzal, N.; Gokacay, C.F.; Demirer, G.N. 2003. Sequential anaerobic/aerobic biological treatment of malt whisky wastewater. Process biochemistry 39: 279–286.
Vásquez, E. 2013. Manejo ambiental de la vinaza: efecto de su adición sobre el contenido de potasio intercambiable en el suelo agrícola.Tesis de maestría. Universidad nacional de ingeniería. Lima. Perú.
Watmough, N.J.; Butland, G.; Cheesman, M.R.; Moir, J.W.B.; Richardson, D.J.; Spiro, S. 1999. Nitric oxide in bacteria: synthesis and consumption. Biochimica et Biophysica Acta (BBA)Bioenergetics 1411(2): 456-474.
WHO - World Health Organization. 1985. Health hazards from nitrate in drinking water-environmental health. Copenhagen. Available on: http:// www.ircwash.org/sites/default/files/203.3-85he-993.pdf.
WHO - World Health Organization. 2006. Guidelines for drinking-water quality-first addendum to third edition. Geneva. Available on: http://www.who.int/water sanitation health/dwq/gdwq0506.pdf.
Zúñiga, C.V.; Gandini, M.A. 2013. Caracterización ambiental de las vinazas de residuos de caña de azúcar resultantes de la producción de etanol. DYNA 80(177): 124-131.
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