Removal of lead, mercury and nickel using the yeast Saccharomyces cerevisiae

Objective. In this study the biomass of the yeast Saccharomyces cerevisiae was used to remove lead, mercury and nickel in the form of ions dissolved in water. Materials and methods. Synthetic solutions were prepared containing the three heavy metals, which were put in contact with viable microorganisms at different conditions of pH, temperature, aeration and agitation. Results. Both individual variables and the interaction effects influenced the biosorption process. Throughout the experimental framework it was observed that the biomass of Saccharomyces cerevisiae removed a higher percentage of lead (86.4%) as compared to mercury and nickel (69.7 and 47.8% respectively). When the pH was set at a value of 5 the effect was positive for all three metals. Conclusions. pH was the variable that had a greater influence on the biosorption of lead on the biomass of Saccharomyces cerevisiae. The affinity of the heavy metals for the biomass followed the order Pb>Hg>Ni

Removal of lead, mercury and nickel using the yeast Saccharomyces cerevisiae

ABSTRACT Objective. In this study the biomass of the yeast Saccharomyces cerevisiae was used to remove lead, mercury and nickel in the form of ions dissolved in water. Materials and methods. Synthetic solutions were prepared containing the three heavy metals, which were put in contact with viable microorganisms at different conditions of pH, temperature, aeration and agitation. Results. Both individual variables and the interaction effects influenced the biosorption process. Throughout the experimental framework it was observed that the biomass of Saccharomyces cerevisiae removed a higher percentage of lead (86.4%) as compared to mercury and nickel (69.7 and 47.8% respectively). When the pH was set at a value of 5 the effect was positive for all three metals. Conclusions. pH was the variable that had a greater influence on the biosorption of lead on the biomass of Saccharomyces cerevisiae. The affinity of the heavy metals for the biomass followed the order Pb>Hg>Ni

Практичне використання сухого магнітокерованого біосорбенту в системі очищення господарсько-побутових стічних вод

The object of research is domestic sewage of sewage treatment facilities in Slavutich (Ukraine) and sorption capacity of the new dry magnetically controlled biosorbent (MCB) in relation to conventional pollutants of domestic sewage. The research found that the existing problem in wastewater treatment – exceeding MPD standards for indicators such as COD, ammonia nitrogen, nitrite, total iron, phosphates, smell – can be solved by using dry modified biosorbent obtained by magnetohydrodynamic mixing (MHDM) in crossed electric and magnetic fields. It was also selected optimal dose of dry MCB, which is 4 g/dm3 and optimal biosorption time – 20 minutes. The optimum particle size of dry MCB for effective biosorption is 0,1 mm. Efficiency of removal was determined not only for heavy metal ions by dry MCB on the basis of Sacharomyces CEREVISIAE yeast, obtained by MHDM in crossed electric and magnetic fields, but also for effective removal of such indicators of domestic sewage as: smell, COD, ammonia nitrogen, nitrite, phosphate, total iron.As a result of researches it was found that dry MCB completely neutralizes the smell of sewage from the V points to 0 points. The effect of COD treatment is 48,1 %; ammonia nitrogen – 46,7 %; nitrite – 91,7 %; phosphates – 64,4 %; total iron – 51,7 %.Efficiency of dry MCB is in reduction of concentration of pollutants to MPD level. The advantage of dry MCB, obtained by MHDM in crossed electric and magnetic fields, is in storage and transportation. Research is useful because dry MCB, obtained by MHDM in crossed electric and magnetic fields, can be removed in speed mode using magnetic separation.The results of this research can be used for dose selection of dry biosorbent for wastewater sewage of sewage treatment facilities, where there is a problem with the purification of the above parameters. This will allow treatment facilities to purify sewage water to MPD standards and reduce the negative impact on the reservoir.Исследована возможность практического использования сухого магнитоуправляемого биосорбента, полученного методом магнитогидродинамического перемешивания в скрещенных электрическом и магнитном полях. Определена оптимальная доза биосорбента, время биосорбции и средний размер частиц сухого биосорбента. Также определена эффективность биосорбции по уменьшению концентраций таких показателей сточных вод, как: химическое потребление кислорода (ХПК), азот аммонийный, нитриты, фосфаты, железо общее.Досліджено можливість практичного використання сухого магнітокерованого біосорбента, який отриманий методом магнітогідродинамічного перемішування в схрещених електричному та магнітному полях. Визначено оптимальну дозу біосорбенту, час біосорбції та середній розмір частинок сухого біосорбенту. Також визначено ефективність біосорбції по зменшенню концентрацій таких показників стічних вод, як: хімічне споживання кисню (ХСК), азот амонійний, нітрити, фосфати, залізо загальне

Практичне використання сухого магнітокерованого біосорбенту в системі очищення господарсько-побутових стічних вод

The object of research is domestic sewage of sewage treatment facilities in Slavutich (Ukraine) and sorption capacity of the new dry magnetically controlled biosorbent (MCB) in relation to conventional pollutants of domestic sewage. The research found that the existing problem in wastewater treatment – exceeding MPD standards for indicators such as COD, ammonia nitrogen, nitrite, total iron, phosphates, smell – can be solved by using dry modified biosorbent obtained by magnetohydrodynamic mixing (MHDM) in crossed electric and magnetic fields. It was also selected optimal dose of dry MCB, which is 4 g/dm3 and optimal biosorption time – 20 minutes. The optimum particle size of dry MCB for effective biosorption is 0,1 mm. Efficiency of removal was determined not only for heavy metal ions by dry MCB on the basis of Sacharomyces CEREVISIAE yeast, obtained by MHDM in crossed electric and magnetic fields, but also for effective removal of such indicators of domestic sewage as: smell, COD, ammonia nitrogen, nitrite, phosphate, total iron.As a result of researches it was found that dry MCB completely neutralizes the smell of sewage from the V points to 0 points. The effect of COD treatment is 48,1 %; ammonia nitrogen – 46,7 %; nitrite – 91,7 %; phosphates – 64,4 %; total iron – 51,7 %.Efficiency of dry MCB is in reduction of concentration of pollutants to MPD level. The advantage of dry MCB, obtained by MHDM in crossed electric and magnetic fields, is in storage and transportation. Research is useful because dry MCB, obtained by MHDM in crossed electric and magnetic fields, can be removed in speed mode using magnetic separation.The results of this research can be used for dose selection of dry biosorbent for wastewater sewage of sewage treatment facilities, where there is a problem with the purification of the above parameters. This will allow treatment facilities to purify sewage water to MPD standards and reduce the negative impact on the reservoir.Исследована возможность практического использования сухого магнитоуправляемого биосорбента, полученного методом магнитогидродинамического перемешивания в скрещенных электрическом и магнитном полях. Определена оптимальная доза биосорбента, время биосорбции и средний размер частиц сухого биосорбента. Также определена эффективность биосорбции по уменьшению концентраций таких показателей сточных вод, как: химическое потребление кислорода (ХПК), азот аммонийный, нитриты, фосфаты, железо общее.Досліджено можливість практичного використання сухого магнітокерованого біосорбента, який отриманий методом магнітогідродинамічного перемішування в схрещених електричному та магнітному полях. Визначено оптимальну дозу біосорбенту, час біосорбції та середній розмір частинок сухого біосорбенту. Також визначено ефективність біосорбції по зменшенню концентрацій таких показників стічних вод, як: хімічне споживання кисню (ХСК), азот амонійний, нітрити, фосфати, залізо загальне

Evaluación de un consorcio microbiano en la remoción de Cr (VI) en agua sintética

La biorremediación es una técnica cada vez más utilizada para la remoción de metales pesados como el cromo hexavalente Cr (VI) en agua, este metal es de gran prioridad ya que principalmente se incorpora en el agua debido a la descarga de desechos industriales, es de gran persistencia y altamente tóxico. Debido a lo anterior en este trabajo se presentan los resultados de un proceso de biorremediación de Cr (VI) en agua sintética donde se compara la eficiencia de Pseudomonas putida contra Saccharomyces cerevisiae por separado mediante biosorción y bioacumulación, en donde las remociones más altas se obtuvieron con el proceso de bioacumulación, siendo de 39.03% y 75.17%, respectivamente. Por lo que posteriormente se utilizó esta técnica para la evaluación de los microorganismos en conjunto, donde se removió un 94.06% de Cr (VI). La cuantificación del metal se realizó mediante espectrofotometría de ultravioleta visible (UV-vis).Bioremediation is an increasingly adopted technique used in the removal of heavy metals, such as hexavalent chromium (Cr (VI)) in water, which is a high priority metal, since it is incorporated mainly in water due to the discharge of industrial waste. It is considerably persistent and highly toxic. Therefore, in this work the results of a bioremediation process of Cr (VI) in synthetic water are presented, where Pseudomonas putida against Saccharomyces cerevisiae through biosorption and bioaccumulation are compared separately. The highest removal was obtained with the bioaccumulation process, being 39.03% and 75.17%, respectively. Consequently, this technique was used for the evaluation of both microorganisms together, where 94.06% of the Cr (VI) was removed. The quantification of metal was done by using ultraviolet-visible spectrophotometry (UV-vis)

Remoción de metales tóxicos en un efluente sintético con la levadura saccharomyces cerevisiae

Cuerpos de agua superficiales vienen siendo receptores de vertimientos industriales a gran escala con metales tóxicos, esta contaminación representa y origina riesgo para el ser humano, animales y bienes naturales, por lo cual se da la necesidad de remediar estos ambientes; es por esto que en el presente trabajo se ha evaluado la remoción de plomo, aluminio, magnesio, manganeso, cobre, cromo y zinc presentes en una solución stock de 100 ml, de la cual fueron obtenidas diferentes disoluciones con el objetivo de tener una gama de muestras con diferentes concentraciones de contaminantes. En este caso el agente biológico utilizado es la levadura Saccharomyces cerevisiae obtenida en una tienda local. la metodología experimental fue llevada a cabo en dos etapas, siendo la primera de ellas analizar cuantitativamente la remoción de metales por medio de Espectroscopia de Absorción Atómica, en la cual se prepararon dos muestras donde cada una de ellas fueron puestas en contacto con el microorganismo durante 23 horas a 130 rpm y con diferentes concentraciones. Por otro lado, la segunda etapa de la metodología busca cambios en la superficie de la membrana celular luego del proceso de remoción, esta vez por medio del método de microscopia electrónica de barrido (SEM), el cual es realizado posteriormente de preparar cuatro muestras con concentraciones diferentes de metales tóxicos y aplicar el proceso biológico puesto en marcha en condiciones aerobias a 50 rpm y a una temperatura de 37°C por 72 horas. Lo anterior demuestra que el agente biológico presenta potencial para la remoción de Pb (III), (VI) en soluciones acuosas, sin embargo es de gran importancia aclarar que el bioproceso ejercido por la levadura con el propósito de disminuir las concentraciones de los contaminantes se efectuó por medio de diferentes mecanismos de interacción entre la levadura y los iones de las soluciones.Resumen Abstract 1 Remoción de metales tóxicos en aguas residuales con la levadura del pan 2 Problema de investigación 2.1 Descripción del problema 2.2 Formulación del problema 3 Objetivos de la investigación 3.1 Objetivo general 3.2 Objetivos específicos 4 Justificación y delimitación de la investigación 4.1 Justificación 4.2 Delimitación 5 Marco de referencia de la investigación 5.1 Marco teórico 5.1.1 Biorremediación 5.1.2 Tipos de Biorremediación 5.1.2.1 Fitorremediación 5.1.2.2 Degradación enzimática 5.1.3 Metales Tóxicos 5.1.4 Biosorción 5.1.5 Quelación 5.1.6 Bioacumulación 5.1.7 Biomineralización 5.1.8 Factores que afectan el proceso de biorremediación 6 Marco conceptual 7 Marco legal 8 Marco histórico 9 Tipo de investigación 10 Diseño metodológico 10.1 Etapa 1 10.1.1 Preparación del efluente sintético 10.1.2 Cultivo del microorganismo 10.1.3 Experimento de remoción 10.1.4 Cuantificación de metales tóxicos 10.2 Etapa 2 10.2.1 Cultivo del microorganismo 10.2.2 Experimento de remoción 10.2.3 Caracterización superficial de la estructura de la levadura 11 Resultados 11.1 Resultados etapa 1 11.1.1 Muestra numero 1: dilución del efluente 10 ml - 100 ml 11.1.2 Muestra numero 2: dilución del efluente 1 ml - 100 ml 11.2 Resultados etapa 2 11.2.1 Crecimiento levadura 11.2.2 Caracterización estructural de la levadura 12 Discusión de resultados 12.1 Etapa 1 12.2 Etapa 2 13 Conclusiones 14 Referencias bibliográficas 15 AnexosPregradoTecnólogo en Desarrollo AmbientalTecnología en Desarrollo Ambienta

Remoción de plomo empleando biomasa de Bacillus subtilis en aguas contaminadas de la quebrada Llaca Puquio, Quiruvilca-2019

La presente investigación tuvo como objetivo “Determinar la remoción de plomo mediante la variación de la concentración de biomasa de Bacillus subtilis, velocidad de agitación y pH en aguas contaminadas de la quebrada Llaca Puquio - Quiruvilca, 2019.” En la sierra Liberteña la minería informal viene siendo desarrollada de manera exhaustiva, representando un grave problema, ya que los residuos que desechan, son arrojados directamente al ambiente contaminando las aguas que discurren en ese lugar. Es por ello que se propone un método para la remoción de Pb mediante el empleo de biomasa a base de Bacillus subtilis. El tipo de estudio fue cuantitativo, la población estuvo conformada por el agua que discurre en la Quebrada Llaca Puquio del distrito de Quiruvilca, para la muestra se tomó una muestra representativa de 10 L., de la cual se tomó una alícuota de 3 L. Los instrumentos utilizados fueron cuaderno de campo, fichas técnicas y el protocolo para muestreo de aguas superficiales. El análisis inicial de plomo realizado a la muestra extraída, presentó una concentración de 0.0986 mg/L de Pb. Después de aplicar 8 tratamientos con 3 repeticiones cada uno, teniendo como variables la concentración de biomasa de Bacillus subtilis, velocidad de agitación y pH, teniendo como constante el tiempo de agitación de 60 minutos y la temperatura ambiente (22 ºC), el valor máximo de Pb que se alcanzó remover fue 89. 52 % en el tratamiento 5 con (1.3 g/L de biomasa, 200 rpm y pH 4.5). Los resultados de la concentración final de plomo en las muestras se compararon con el ECA para agua categoría 3 “riegos de vegetales y bebida de animales” DS Nº 004-2017-MINAM, las concentraciones están por debajo de los índices establecidos en la normativa (0.05g/L)

Capacidad de captación y resistencia a metales pesados de cepas seleccionadas de bacterias lácticas

Podemos encontrar metales pesados en diversas formas en el medio ambiente, llegando estos a ser dañinos al estar en ciertas concentraciones y convirtiéndose en tóxicos para los seres vivos. Estos metales pesados los podemos encontrar acumulados en determinadas zonas del mundo, produciendo mayores daños sobre ciertas poblaciones, aunque su presencia y la exposición a ellos es global. Pueden ocasionar distintos tipos de afecciones sobre el ser humano llegando incluso a causar enfermedades crónicas o graves como puede ser el cáncer. En este estudio se ha trabajado con cepas bacterianas provenientes de muestras fecales y de la leche de mujeres altamente expuestas a mercurio que no presentaban síntomas de intoxicación. Se han realizado ensayos de resistencia a metil mercurio (CH3Hg), mercurio (Hg(II)), arsenito (As(III)) y arsenato (As(V)) para comprobar la capacidad de crecimiento, y ensayos de unión para determinar la capacidad de captación de Hg(II) que poseen estas cepas. Se ha comprobado que los metales tienen efectos tóxicos sobre las bacterias, siendo el MeHg más tóxico que el Hg, y el As(V) más tóxico que el As(III). Además, estas cepas presentan una gran capacidad de captación de Hg(II). Dada esta capacidad, se considera que estas cepas tienen potencial para posteriores estudios sobre su uso como probióticos que puedan mejorar la salud de la población expuesta.Heavy metals can be found in several forms in the environment, and some of them become harmful once certain concentrations have been met and subsequently become toxic for all forms of life. These heavy metals are present at high concentration in water and food in certain regions of the world, representing higher risks for specific populations groups, even though they are present all over the world and the whole population is exposed to them. These heavy metals can cause a myriad of different side effects to human, ranging from chronic diseases to cancer. This work reports research on commensal bacterial strains isolated from the feces and from the milk of women highly exposed to mercury but they did not display symptoms of poisoning. Tests have been conducted on the resistance to methylmercury, inorganic mercury, arsenite and arsenate to determine their growth capacity in the presence of these toxics. In addition, the biosorption capacity of the bacterial strains of these metals has been assessed. It has been proven that these metals have toxic effects on the bacteria, with MeHg being more toxic than Hg, and As(V) being more toxic than As(III). Furthermore, these strains present a great binding capacity to Hg(II). Due to this capacity, it is considered that these strains have potential for further studies involving their probiotic capacity to diminish heavy metals bioaccesibility/bioavalibility that can improve the health of populations exposed to these toxic metals.Biotecnologí

Evaluación de la bioadsorción de plomo por Saccharomyces cerevisiae en agua sintética a escala de laboratorio

En el presente trabajo se tiene como objetivo medir la capacidad de bioadsorción de Saccharomyces cerevisiae (levadura comercial) para la remoción del Pb. En el proceso de bioadsorción se evaluaron parámetros como pH (2.5, 5.1 y 6.6), el tiempo de contacto (5, 30, 120 y 300 minutos) y diferentes concentraciones de Pb (5, 10, 15 y 20 ppm). La investigación consistió en determinar la cinética de crecimiento de la levadura para conocer cuanta cantidad de levadura (bioadsorbente) usar en el agua con plomo. La lectura sobre la concentración de plomo se realizó en el equipo de Espectroscopia de Adsorción Atómica (EAA). Para obtener la retención máxima del metal (Qmax) se usó el modelo isotérmico de Langmuir a una temperatura ambiente donde se obtuvo un valor de 7.89 mg de Pb/g de levadura. La concentración que mayor porcentaje de bioadsorción presentó fue en 5 ppm, en el cual se removió un 96.4% a un pH de 5.1 y un tiempo de 120 minutos. Se concluyó que la levadura tiene una alta capacidad de bioadsorción de Pb, sin embargo, cuando se supera los 15 ppm de plomo en el agua baja la tasa de remoción.The present work aims to measure the bioadsorption capacity of Saccharomyces cerevisiae (commercial yeast) for Pb removal. In the bioadsorption process, parameters such as pH (2.5, 5.1 and 6.6), contact time (5, 30, 120 and 300 minutes) and different Pb concentrations (5, 10, 15 and 20 ppm) were evaluated. The research consisted in determining the growth kinetics of the yeast to know how much yeast (bioadsorbent) to use in the leaded water. The reading of the lead concentration was done in the Atomic Adsorption Spectroscopy (AAS) equipment. To obtain the maximum retention of the metal (Qmax) the isothermal model of Langmuir was used at a room temperature where a value of 7.89 mg Pb/g of yeast was obtained. The concentration with the highest percentage of bioadsorption was 5 ppm, in which 96.4% was removed at a pH of 5.1 and a time of 120 minutes. It was concluded that the yeast has a high capacity of Pb bioadsorption, however, when it exceeds 15 ppm of lead in the water, the removal rate decreases