AISLAMIENTO DE HONGOS RESISTENTES A METALES PESADOS A PARTIR DE DESECHOS MINEROS Y SU CAPACIDAD DE REMOCIÓN DE METALES PESADOS Y FLÚOR EN SOLUCIÓN

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1 AISLAMIENTO DE HONGOS RESISTENTES A METALES PESADOS A PARTIR DE DESECHOS MINEROS Y SU CAPACIDAD DE REMOCIÓN DE METALES PESADOS Y FLÚOR EN SOLUCIÓN Ma. Del Pilar Díaz, Ma. de Guadalupe Moctezuma e Ismael Acosta. Centro de Investigación y de Estudios de Posgrado. Fac. de Ciencias Químicas. UASLP. Av. Dr. Manuel Nava No. 6. Zona Universitaria. San Luis Potosí, S.L.P. C.P Tel: ext Fax: iacosta@uaslp.mx RESUMEN El objetivo de este trabajo fue aislar y caracterizar hongos resistentes a metales pesados a partir de desechos mineros obtenidos de una mina de Zimapan, Hidalgo, y probar su capacidad para bioadsorber iones metálicos en solución, para tratar de implementar filtros biológicos. Los hongos fueron aislados a partir de 1 g de desechos mineros contenidos en 9 ml de agua tridesionizada estéril y sembrando en Agar Extracto de Malta ppm de Cobre. Las cepas obtenidas se resembraron en medio mínimo de sales ppm de Cobre. Se aislaron 7 hongos (5 Aspergillus flavus y 2 Aspergillus fumigatus), que crecen bien a 500 ppm de Plomo y Zinc, y a 200 ppm de Cobre y Plata, pero no crecen en presencia de Cadmio, Arsénico y Mercurio. Las 7 biomasas celulares presentaron diferentes porcentajes de remoción de metales pesados y Flúor en solución, por ejemplo: A, flavus I y A. flavus II remueven eficientemente Flúor (50% y 54% respectivamente), el A. fumigatus I, Cobre (51%) y el A. flavus V Plomo (57%), mientras que el A. fumigatus II fue el único que bioadsorbió Arsénico, aunque en muy baja proporción (8.5%). INTRODUCCIÓN En la literatura se han reportado una gran diversidad de hongos como bioadsorbentes naturales de diferentes metales pesados, pero del género Aspergillus hay pocos reportes. Se ha estudiado la captación de oro (Kuyucak y Volesky, 1988), cobre (Townsley, cols., 1993) por A. famsta, con porcentajes de bioadsorción eficientes únicamente para el oro (176 mg/g de bioadsorbente), pero no hay reportes del uso de bioadsorbentes celulares de A. flavus y A. fumigatus en la remoción de metales pesados en solución, por lo que el objetivo de este trabajo fue el aislamiento de algunos hongos a partir de desechos mineros y estudiar su capacidad de captación de As, Cu, Cd, Zn, Cr (VI), Co, Pb y F (del cual se ha reportado que, en nuestro Estado es un problema de salud pública debido a las altas concentraciones encontradas en diferentes zonas) en solución.

2 MÉTODOS Para el aislamiento de los hongos, se peso 1 g de cada desecho, (obtenidos de una mina de Zimapan, Hidalgo) y se colocó en un tubo de ensaye conteniendo 9 ml de agua tridesionizada estéril, y se agitó para homogenizar la muestra. Después se hicieron mediciones con la misma agua, y se tomaron alícuotas de 100 l de cada dilución, y se sembraron por duplicado en Agar Extracto de Malta adicionado de 200 ppm de sulfato de cobre (AEM-Cu), incubando a 28 o C por 3 días. Las colonias resultantes se purificaron por resiembras sucesivas en AEM-Cu, se inocularon por picadura en medio mínimo con cobre (MM-Cu), se incubaron a 28 o C durante 6-8 días, y se refrigeraron a 4 o C. Las cepas puras se identificaron por sus características macro y microscópicas cultivadas en Agar Sabouraud Dextrosa (ASD). Para determinar la tolerancia de los hongos aislados a metales pesados, se utilizó la técnica de resistencia en placa, utilizando AEM adicionado de 200 y 500 ppm de Cd, Cu, Hg, Pb, Zn; As y Ag. Para la obtención de la biomasa celular, se sembraron 1 x 10 6 esporas en 200 ml de caldo tioglicolato, incubando a 28 o C en agitación constante durante 72 h. La biomasa celular obtenida, se separó del medio por filtración y se lavó con agua tridesionizada, se secó a 80 o C/20 min., se pulverizó y guardó en frasco ámbar hasta su uso. Para determinar la capacidad de remoción de metales pesados y flúor en solución, se preparó una solución estándar del metal a probar a ph = 4.1, añadiendo 80 mg de biomasa/200 ml de solución a analizar, tomando alícuotas de 10 ml a diferentes tiempos, removiendo la biomasa por centrifugación a rpm/5 min., y al sobrenadante se le determinó el porcentaje del ión metálico no adsorbido por la biomasa celular, determinando por diferencia del total la cantidad removida por la biomasa. El Pb, Cd y Zn se determinaron por el método de la Ditizona, el Cu y As por el de Absorción Atómica, el F por el del ión selectivo, el Co por el de la metilisobutilcetona y el Cr (VI) por el de la difenilcarbazida. Los resultados obtenido fueron analizados estadísticamente mediante el análisis de varianza y la prueba de comparación múltiple de Tukey. RESULTADOS Se aislaron 7 hongos (5 Aspergillus flavus y 2 Aspergillus fumigatus) que crecen bien a 200 y 500 ppm de Pb y Zn, y a 200 ppm de Cu y Ag, pero no crecen en presencia de Cd, As y Hg (Tabla No. 1). Sus biomasas muestran diferentes porcentajes de captación de los distintos metales pesados y flúor en solución, siendo estas diferencias estadísticamente significativas. Por ejemplo, el Cu fue removido en un rango de 17.2% a 51% por los 7 bioadsorbentes estudiados, y el cadmio entre 8% y 47%, mientras que el F fue removido más eficientemente por el A. flavus-i y A. flavus-ii (50% y 54% respectivamente). El As fue captado solo por A. fumigatus II (8.5%) y A. flavus V (3%) (Tabla No. 2).

3 Tabla 1.- Análisis de resistencia a metales pesados de los diferente hongos estudiados. A. flavus A. fumigatus Concentración I II III IV V I II del metal Cd Cd Pb Pb Cu Cu Zn Zn As As Ag Ag Diámetro de ---= cm += cm ++= cm crecimiento (cm) +++= cm ++++= cm

4 Tabla 2.- Porcentaje de remoción de metales pesados y flúor en solución por las biomasas fúngicas analizadas. BIOMASA UTILIZADA A. flavus A. fumigatus Porcentaje de bioadsorción I II III IV V I II del metal analizado Arsénico Cobre Cadmio Zinc Cromo Cobalto Plomo Flúor

5 CONCLUSIONES Se aislaron 7 hongos (% A. flavus y 2 A. fumigatus) que presentan resistencia a 500 ppm de Pb, Cu y Zn, y a 200 ppm de Ag, mientras que son muy sensibles a Cd, As y Hg. Los bioadsorbentes analizados presentan diferentes porcentajes de remoción de los diferentes metales pesados y flúor en solución, y algunos de ellos pueden ser utilizados (solos o una mezcla de los más eficientes) para descontaminar nichos acuáticos, pues son baratos, eficientes, selectivos y se pueden utilizar en zonas donde otros bioadsorbentes no se pueden implementar, sobre todo para la remoción de F, Cu, Cd, Cr (VI) y P. Las diferencias en la bioadsorción, pueden deberse a cambios no conocidos en los componentes de la pared celular de los hongos, pues se han reportado diferencias en la exposición de sitios de la pared celular con afinidad por metales aún en las mismas especies (GDA, 1992). Además, la obtención de cepas tolerantes a metales pesados, indica que los desechos mineros están contaminando los lugares cercanos a las zonas mineras, siendo un riesgo para la salud humana. BIBLIOGRAFÍA Gadd, G.M. (1992). Microbial control of heavy metals pollution. pp Khalid, A.M., Ashfaq, S.R., Bhatti, T.M., Anwar, M.A., Shemsi, A.M. and Akhtar, K. (1993 a ). The uptake of microbially leached uranium by immobilized microbial biomass. Biohidrometallurgical Technologies, Torma, A.E., Apel, M.L., Brierley, C. eds. The minerals and materials Society. Warrendale, P.A. 2. pp Kuyucak, N. and Volesky, B. (1988). Biosorbent for gold. U.S. Patent 4. pp769. Laws, E.A. (1993). Aquatic pollution. John Wiley, New York. P) pp 611. Leyva, R., Juárez, A. and guerrero Coronado, R.M. (1994). Absorption of chromium (VI) from aqueous solutions on activated carbon. Wat. Sci. Tech. 30. No. 9. pp Volesky, B. And Holan, Z. (1995). Biosorption of heavy metals. Biotechnol. Progr. 11. pp