Eliminación del amonio : clave en el tratamiento de aguas residuales

Investigadores de la Universidad de Princeton han descubierto que una bacteria, denominada A6, es capaz de descomponerlo proporcionando una alternativa a los actuales y costosos métodos de tratamiento de aguas contaminadas.

Investigadores princenton eliminación del amonio

El tratamiento de aguas residuales se realiza agitando una gran cantidad de aire en el lodo de dichos afluentes para alimentar a las bacterias; ese oxígeno es lo que convierte el amonio en nitrito, que eventualmente se convierte en nitrógeno gaseoso.

Sin embargo, una reciente investigación llevada a cabo por un grupo de ingenieros de la Universidad de Princeton descubrió que el microbio Acidimicrobiaceae bacteria A6 es capaz de descomponer el amonio en ausencia de oxígeno, proporcionando una alternativa a los actuales y costosos métodos de tratamiento de aguas residuales y otros procesos.

Sobre este hallazgo, Peter Jaffe, profesor de Ingeniaría Civil y del Centro de Energía Andlinger de Princeton, señala: “Una gran cantidad de energía es utilizada por el mecanismo que mezcla aire en aguas residuales para proporcionar oxígeno de manera de descomponer el amonio”, y añade: “A6 lleva a cabo esta misma reacción de forma anaeróbica y podría presentar un método más eficaz para tratar el amonio y una forma de tratar otros contaminantes ambientales que se encuentran en áreas pobres en oxígeno, como los acuíferos subterráneos”.

Reacción de Feammox

La eliminación del amonio evita el agotamiento del oxígeno en las corrientes y evita la eutrofización (el crecimiento de algas excesivas y otras plantas desencadenadas por compuestos de nitrógeno) de las aguas residuales y la escorrentía agrícola.
En esta misma dirección, el proceso químico alternativo para descomponer el amonio, llamado Feammox, se produce en suelos y suelos ácidos, ricos en hierro.

Se ha encontrado que este proceso alternativo se lleva a cabo en suelos ribereños de humedales en Nueva Jersey, en la selva tropical en Puerto Rico, en humedales en Carolina del Sur y en varios lugares boscosos y húmedos en el sur de China.

Sin embargo, se desconocía qué permitía las reacciones de Feammox. En 2015, los investigadores creyeron que una sola bacteria podría estar alimentando la raíz del proceso y comenzaron a estudiar muestras de un humedal en Nueva Jersey. Durante esta investigación, descubrieron que la reacción de Feammox solo se producía en las muestras del pantano cuando estaba presente una clase de bacteria llamada Actinobacteria, que finalmente llevó a identificar a A6 como la causa.

eliminación del amonio

En el actual estudio que están realizando Jaffe y su colega Shan Huang, mezclaron muestras de suelo en una cámara libre de oxígeno del humedal de Nueva Jersey con agua y un material que contiene óxido de hierro y amonio. Luego permitieron que la mezcla se incubara en viales herméticos durante casi un año para imitar las condiciones anaeróbicas del suelo del humedal. Luego extrajeron una pequeña muestra aproximadamente cada dos semanas de cada uno de los viales para ver si el óxido de hierro y el amonio se degradaban. En este proceso utilizaron secuenciación genética para identificar las especies bacterianas presentes.

“Desde que descubrimos que la reacción estaba teniendo lugar en el humedal aquí en Nueva Jersey, sospechamos que una bacteria estaba haciendo un gran trabajo”, indica Jaffe. Agrega: “Este estudio confirmó que A6 tiene esta capacidad, por lo que es la primera especie conocida por llevar a cabo la reacción de Feammox”.

Ver Tambien:

Versatilidad y aplicación

Durante esta investigación también descubrieron que, al oxidar el amonio, la bacteria A6 también es capaz de eliminar simultáneamente el tricloroetileno y el tetracloroetileno, dos contaminantes difíciles de tratar.

A su vez, la bacteria también transfería electrones a otros compuestos además del hierro, como el uranio y el cobre. En el caso del uranio, transformándolo en una forma que no es soluble en agua.

“Debido a que no requiere oxígeno, A6 podría sobrevivir en lugares que otras bacterias podrían no tener, como en el agua subterránea contaminada”, afirman los investigadores y añaden que, por su versatilidad para remediar diversos contaminantes, podría convertirse en una herramienta importante para abordar una variedad de problemas ambientales.

El equipo de investigadores ahora está estudiando cómo construir un reactor en el que A6 pueda usarse para procesar amonio a escalas industriales, lo que podría ser un desafío porque las bacterias consumen una cantidad sustancial de hierro para llevar a cabo el proceso. Asimismo, buscan aplicar un pequeño potencial eléctrico entre dos electrodos insertados en el líquido del reactor en un dispositivo para asumir el papel que desempeña el hierro en una reacción de Feammox.

Más información:  www.princeton.edu