Desarrollo de sulfidogénicos lodos de sedimentos marinos y tricloroetileno Reducción en un reactor anaerobio de flujo ascendente Manta lodos

El objetivo general del siguiente experimento es desarrollar un lodo génico de sulfuro a partir de sedimentos marinos en el reactor A-U-A-S-B y evaluar su rendimiento en la reducción de tricloroetileno o TCE. Esto se logra mediante la recolección de sedimentos marinos para obtener un pool de una gran variedad de microorganismos que se enriquecen en bacterias reductoras de sulfato cuando se encuentran en un ambiente de los minerales adecuados, vitaminas medias y ácidos grasos volátiles para que sirvan como donantes de electrones. Como segundo paso, los sedimentos marinos se utilizan como inóculo en el reactor A-U-A-S-B, que se establece y mantiene en condiciones reductoras de sulfato durante varias semanas hasta que alcanza una actividad reductora de sulfato constante.

A continuación, se evalúa el consorcio en el reactor de UASB con ácido citogénico de azufre para la reducción de TCE con el fin de evaluar la capacidad de los lodos para transformar contaminantes orgánicos mientras la agenesia de azufre aún está activa. Los resultados muestran que la agenesia de sulfuro se estableció en el biorreactor y que el lodo fue capaz de reducir el TCE en condiciones reductoras de sulfato basadas en el análisis de la comunidad microbiana, lo que sugiere que la reducción de TCE se llevó a cabo en un consorcio formado por bacterias reductoras de sulfato y fermentativas. La principal ventaja de este procedimiento sobre los métodos existentes, como la adaptación de las cabañas de metanógenos a la Tosis, es que esta cabaña obtenida es tolerante a concentraciones más altas de sulfato y no presenta competencia por el sustrato con los metanógenos.

Por lo general, las personas nuevas en este método tendrán dificultades porque esperan la formación inmediata de la ranura. Pueden tender a agregar los nutrientes y el sulfuro al biorreactor, ya sea con menos o más frecuencia de lo necesario. Estos enfoques solo conducirán a un desequilibrio del sistema.

Es conveniente realizar análisis periódicos de DQO sulfato y sulfato para conocer el curso de la reacción y el momento adecuado para el siguiente quinto. Primero tuvimos la idea de este método porque queríamos una cabaña fotogénica de sulfo altamente activa para combinar la eliminación de sulfato de materia orgánica y contaminantes, algo que no se puede lograr en condiciones metagénicas, particularmente cuando algunos de los contaminantes se mezclan con métodos pesados. Se utilizó un método general con buen equipamiento para la identificación de bacterias en el consorcio.

La región del gen 16 S-R-R-N-A fue el objetivo de análisis, y encontramos interesantes características generales de las bacterias para comenzar este procedimiento. Recoja las muestras marinas como se describe en el protocolo de texto. Una vez en el laboratorio, tome una gran parte de la muestra de sedimento y use una malla adecuada para eliminar los grandes restos de material carbonoso de los sedimentos.

Después de pasar el sedimento a través de la malla, mezcle la parte seleccionada para asegurarse de que sea homogénea. Para el propósito de este trabajo, utilice un reactor de vidrio de manto de lodo anaeróbico de flujo ascendente con un volumen total de trabajo de tres litros. Asegúrese de que los volúmenes finales de los sedimentos, la solución tampón del medio basal y los ácidos grasos volátiles sean iguales al volumen final de trabajo del reactor.

Prepare una solución madre de medio basal que contenga cloruro de fosfato, nitrógeno, sales de magnesio, metales traza y vitaminas con una solución tampón de bicarbonato, teniendo en cuenta el volumen de trabajo del reactor. A continuación, prepare una solución de tallo de ácidos grasos volátiles compuesta de acetato, propionato y butirato. En una demanda química de oxígeno de 2,5 a uno a uno o en una proporción de DQO, la concentración final de DQO en el reactor debe ser de 2,7 gramos por litro.

Por último, prepare una solución madre de sulfato de sodio en una concentración adecuada para suministrar al reactor una concentración final de 4.000 miligramos por litro de ion sulfato. Una vez preparadas las soluciones, coloque los sedimentos en el reactor mezclados con una porción del medio basal para asegurarse de que lleguen al fondo del reactor. Mezcle el resto del medio basal y la solución tampón con la solución de ácidos grasos volátiles y la solución de sulfato.

Asegúrese de que la solución de ácidos grasos volátiles se vierta en el líquido. A continuación, añada las soluciones combinadas al reactor. Conecte las conexiones y tuberías del reactor a la bomba de reciclaje.

A continuación, ajuste el caudal de reciclaje a 60 mililitros por minuto. Ajuste el biorreactor en la cámara de temperatura a 34 grados centígrados regularmente. Comprueba que las variaciones de temperatura sean pequeñas.

Finalmente, coloque las conexiones en la columna de desplazamiento de gas. Después de una semana de incubación, tome una muestra de cinco a siete mililitros del líquido para realizar análisis de contenido de sulfato y sulfuro de DQO y pH. Siguiendo los métodos estándar, analice el sulfuro en el líquido utilizando el método del azul de metileno.

Primero coloque cinco mililitros de una solución de acetato de zinc en un matraz aforado de 25 mililitros. Y agregue rápidamente 200 microlitros de la muestra a la solución de acetato de zinc. A continuación, añada 2,5 mililitros de una solución de DMP A y 125 microlitros de una solución de sulfato de hierro y tres amonio.

Completa los 25 mililitros del matraz volumétrico con agua destilada. Espere 30 minutos para que se produzca la reacción para que el color azul se estabilice. Una vez completada la reacción, espere al menos 15 minutos, pero no más de 60 minutos.

Para probar las muestras en el espectrofotómetro, realice la lectura de la solución azul final en el espectrofotómetro a una longitud de onda de 670 nanómetros. Cuantifique el sulfato como sulfato de bario mediante un método turbométrico. Primero coloque cinco mililitros de una solución acondicionadora en un matraz aforado de 25 mililitros.

A continuación, añadir un mililitro de la muestra previamente centrifugada a 11, 320 veces G. Completar los 25 mililitros del matraz aforado con agua destilada y añadir un gramo de cloruro de bario. Mezcle la solución durante un minuto en un vórtice. Espere cuatro minutos para que se forme el sulfato de bario y lea la muestra en un espectrofotómetro a una longitud de onda de 420 nanómetros.

Para prepararse para la determinación de DQO, centrifugue la muestra a fondo para eliminar el sulfuro restante que pueda interferir en la determinación de DQO. Después de la centrifugación, agregue dos mililitros de la muestra a un vial de reacción del kit de determinación de DQO. Sellar el vial y homogeneizar la mezcla mediante una suave agitación.

Prepare un blanco agregando dos mililitros de agua destilada a otro vial de reacción y homogeneice la mezcla. Coloque los viales en el reactor de digestión a 150 grados centígrados durante dos horas. A continuación, retire los viales y deje que se enfríen en la oscuridad.

Tome las lecturas de los viales en el espectrofotómetro a una longitud de onda de 620 nanómetros. A continuación, obtenga el volumen de gas de la columna de desplazamiento de gas. Una vez consumido el sulfato, se suministran nutrientes frescos, medios y nuevos para cada lote.

Como se hizo antes, cuando el consumo de sulfato es superior al 80% en menos de 24 horas, y esto ocurre durante más de una semana, cambie el funcionamiento del reactor al modo continuo para el modo continuo. Establezca el tiempo de retención hidráulica o HRT en 24 horas ajustando el flujo en la bomba y mantenga la concentración de sulfato en cuatro gramos por litro y la DQO en 10 gramos por litro en un día determinado. Detenga el reactor después de un ciclo de HRT y suministre nutrientes frescos, medios y nuevos para cada lote como se hizo antes, utilizando una concentración de DQO de 10 gramos por litro.

Una vez que se alimenta el biorreactor, tome muestras de cinco a siete mililitros del líquido y realice análisis de sulfato de DQO, sulfuro y pH cada hora. Además, registre el volumen de gas producido para la prueba de TCE. Preparar una solución madre de TCE teniendo en cuenta que la concentración final de este compuesto en la fase líquida del biorreactor debe ser de 300 micromolares.

Considere la partición del compuesto en el espacio de cabeza utilizando la constante adimensional de la ley de Henry para TCE a 34 grados Celsius. A continuación, prepara curvas estándar en el cromatógrafo de gases para cada uno de los compuestos que se van a analizar utilizando los métodos a los que se hace referencia en el protocolo de texto en un día determinado. Detenga el reactor después de un ciclo de HRT y suministre nutrientes frescos, medios y nuevos para cada lote como se hizo antes, utilizando una concentración de DQO de 10 gramos por litro.

Una vez alimentado el biorreactor, agregue el TCE directamente al líquido en el biorreactor desde la solución madre. La concentración final de TCE en la fase líquida del biorreactor debe ser de 300 micromolares. Ajuste la TRH a 12 horas al final de un ciclo de TRH.

Tome muestras del líquido y realice análisis para detectar sulfato y sulfuro de DQO. También tome muestras del espacio de cabeza y realice análisis en el cromatógrafo de gases. Aquí se muestra un comportamiento típico de la reducción de sulfato en el biorreactor.

Es importante tener en cuenta que durante las primeras semanas de funcionamiento, la reducción de sulfato será lenta. Los diferentes periodos indican que la reducción de sulfato fue aumentando su ritmo con el tiempo hasta que se consumieron 4.000 miligramos por litro de sulfato en menos de 24 horas. Entonces el reactor funcionaba en régimen continuo.

El desarrollo de los lodos se muestra en los resultados representativos del reactor sobre la reducción de sulfatos. Aquí se muestran la concentración de sulfuro, el consumo de DQO y las variaciones de pH a lo largo del tiempo. Estos resultados se obtuvieron en experimentos realizados después de que el biorreactor estuviera en régimen continuo durante varias semanas.

Para el experimento en el que se probó la capacidad de reducción de TCE de los lodos, se muestran los resultados obtenidos. La actividad reductora de sulfato obtenida fue ligeramente inferior a la obtenida antes de la edición del TCE. El cromatógrafo de gases reveló que aproximadamente el 80% del TCE se redujo a et Ethan sulfato, se identificaron bacterias reductoras, bacterias fermentadoras y bacterias dehalogenantes en los lodos desarrollados mediante el uso de este protocolo.

Los géneros de bacterias como la sulfa vibrio de sulfa, la bacteria microbiana des sulfuro, el clostridium deha backer y el fossum SUL se han relacionado con la reducción de sulfato y la biodegradación de compuestos clorados. Una vez dominada, esta técnica se puede realizar de manera similar con diferentes sedimentos marinos si se realiza correctamente. El lapso de tiempo para que se desarrolle este lodge puede depender de la fuente de los sedimentos mientras se asiste a este procedimiento. Recuerde que lo más importante es comprobar periódicamente el balance de masa en el sulfato y el sulfato de DQO.

Cuanto más activo se obtiene el lodge, mayor es la posibilidad de utilizarlo para la reducción de TCE y, eventualmente, para la degradación de cualquier otro compuesto tóxico que pueda degradarse en condiciones de reducción de sulfato. Después de ver este video, debe tener una buena comprensión de cómo desarrollar Genics Lodge a partir de sedimentos marinos en un reactor USB y evaluar su rendimiento en la reducción de TC. Debe comprender cómo inocular el reactor, cómo seguir la reacción de reducción a lo largo del tiempo y cómo realizar una prueba de reducción de TCE siguiendo este procedimiento.

Se pueden realizar otros métodos, como la secuenciación por período de otros análisis genéticos, para responder a preguntas adicionales como cuántas bacterias tenemos por general, o cómo el consorcio puede degradar el entorno fotogénico de TCE Insul.