APLICACIÓN DE LA BIOMASA DE SPIRULINA SP. PARA LA REMOCIÓN DE PLOMO EN SOLUCIONES SINTÉTICAS.

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2 APLICACIÓN DE LA BIOMASA DE SPIRULINA SP. PARA LA REMOCIÓN DE PLOMO EN SOLUCIONES SINTÉTICAS. López González Berenice, Garza González María Teresa, Suárez Herrera Martha A. y Rodríguez Cantú Ma. Elena. 1) Facultad de Ciencias Químicas, Universidad Autónoma de Nuevo León Introducción Los efectos toxicológicos de los metales pesados en solución son de gran importancia para la salud pública. Los procesos biotecnológicos incluyen una variedad de métodos remoción de metales pesados. Las algas desarrollan mecanismos que les permiten sobrevivir en presencia de este tipo de contaminantes. Objetivo Evaluar la capacidad de la biomasa de Spirulina sp. para la remoción de plomo en solución acuosa. Materiales y métodos Obtención de la Biomasa de Spirulina sp.: Se preparó el medio BG11 estéril en matraces erlenmeyer, se dejó enfriar y se inoculó con un cultivo puro del alga Spirulina sp. se incubaron en presencia de luz por 20 días. La biomasa se separó y fue secada a 60 C. Caracterización de la biomasa: Se realizaron un espectro de FT-IR de la biomasa y titulaciones potenciométricas para determinar la existencia de sitios ácidos y básicos. Efecto del ph en el proceso de biosorción: Se prepararon disoluciones de plomo(ii) de 100mg.L -1, se ajustaron a diferentes ph. En tubos de ensaye se colocaron 0.01mg de biomasa y 10mL de disolución; se llevaron a agitación por 2 horas a 25 C, se determinó la concentración de metal residual por Espectroscopia de Absorción Atómica. Isotermas de adsorción: Se prepararon disoluciones de plomo (II) en un intervalo de 10 a 700mg.L -1. Se ajustó el ph de las disoluciones y en tubos de ensaye se colocaron 0.01mg de biomasa y 10mL de disolución llevándose a agitación por 2 horas, a 25 C, se determinó la concentración de metal residual por Espectroscopia de Absorción Atómica. Cinética de remoción: Se prepararon disoluciones de plomo(ii) de 100mg.L -1, se ajustó el ph a cada disolución. En tubos de ensaye se colocaron 0.01mg de biomasa y 10 ml de disolución. Los tubos se llevaron a agitación durante 120 minutos, se tomaron muestras durante el proceso y se determinó la concentración de metal residual por Espectroscopia de Absorción Atómica.

3 Resultados y discusión El análisis por FT-IR que se muestra en la Figura 1, comprueba la presencia de bandas características asociadas a grupos ácidos y básicos presentes en la pared celular, responsables de la remoción de metales. Figura 1. Caracterización de los grupos asociados a la pared celular mediante FT-IR con ATR. Las titulaciones potenciométricas mostradas en la Figura 2 corroboran la presencia de grupos ácidos y básicos. Figura 2. Caracterización de los grupos ácidos y básicos mediante titulaciones potenciométricas.

4 En la Figura 3 se muestra el efecto del ph sobre la biosorción encontrándose que el ph de mayor remoción de plomo (II) se encuentra entre 4 y 5, esto debido a que en este ph los sitios aniónicos relacionados con la captura de plomo se encuentran más disponibles. Figura 3. Variación del % de bioadsorción de plomo(ii) a diferentes ph. Los resultados de la cinética de bioadsorción presentados en la Figura 4 muestran que el equilibrio de remoción se alcanza a los 60 minutos y la velocidad de adsorción es en los primeros 15 minutos en los cuales se remueve cerca del 60% de plomo. A los 30 minutos se alcanza una remoción del 80% y a partir de los 60 minutos la remoción de plomo(ii) varía entre 86 y 88%. 120 Concentración de Pb (mg/l) Tiempo (min) Figura 4. Cinética de biadsorción de plomo(ii) utilizando biomasa libre de Spirulina.

5 En la Figura 5 se observa que inicialmente la capacidad de adsorción de la biomasa aumenta al incrementar la concentración de metal hasta llegar a la saturación de los sitios de unión de la biomasa. Obteniéndose una capacidad máxima (q max ) de 158 mg/g. Figura 5. Isoterma de adsorción de plomo(ii) utilizando biomasa libre de Spirulina sp. Conclusiones Los resultados de este estudio indican que la biomasa de Spirulina sp. remueve el plomo (II) de muestras sintéticas en un tiempo corto, el ph en el que se favorece la remoción es el de 4 a 5 y la q max experimental fue 158 mg/g, por lo anterior se la biomasa de Spirulina sp. se perfila como potencial biosorbente de plomo. Referencias Bibliográficas 1) Cañizares, R. O. Biosorción de metales pesados mediante el uso de biomasa microbiana. Revista Latinoamericana de Microbiología 42: , (2000). 2) Chojnacka, K., Chjnacki, A. y Górecka, H. Biosorption of Cr +3, Cd +2 and Cu +2 ions by blue-green algae Spirulina sp.: kinetics, equilibrium and the mechanism of the process. Chemosphere 59:75-85, (2005). 3) Tuzun, I., Bayramoglu, G., Yalcin, E., Basaran, G., Celik, G., y Arica M.Y. Equilibrium and kinetic studies on biosorption of Hg(II), Cd(II) and Pb(II) ions onto microalgae Chlamydomonas reinhardtii. J Environ Manage. 77(2): (2005). 4) Hernandez, E. y Olguin E.J. Biosorption of heavy metals influenced by the chemical composition of Spirulina sp. (Arthrospira) biomass. Environ Technol. 23(12): , (2002).

6 5) Gong, R., Ding, Y., Liu, H., Chen, Q. y Liu, Z. Lead biosorption and desorption by intact and pretreated Spirulina maxima biomass. Chemosphere 58: , (2005). 6) Hong, C. y Shan-shan, P. Bioremediation potential of Spirulina: toxicity and biosorption studies of lead. J Zhejiang Univ SCI 6B(3): , (2005). 7) Rippka, R., Iteman, I. Institut Pasteur. Culture Collection of Cianobacteria, Culture Media. January 7, de Julio de ) Pagnanelli, F., Esposito, A., Toro, L. y Veglio F. Metal speciation and ph effect on Pb, Cu, Zn and Cd biosorption onto Sphaerotilus natans: Langmuir-type empirical model. Water Res. 37(3): (2003).