ENSAYO PILOTO PARA LA BÚSQUEDA DE LA CAPACIDAD ENSAYO PILOTO PARA LA BÚSQUEDA DE LA CAPACIDAD DEGRADATIVA DE BACTERIAS AEROBIAS AISLADAS EN PISCINAS DE DEGRADATIVA DE BACTERIAS AEROBIAS AISLADAS EN PISCINAS DE

RECOLECCIÓN DE LIXIVIADOS DE UN RELLENO SANITARIORECOLECCIÓN DE LIXIVIADOS DE UN RELLENO SANITARIO   Autores: Autores: Echeverri, GustavoEcheverri, Gustavo 11, Perez, Rosa M, Perez, Rosa M11., Contreras, Adriana., Contreras, Adriana11, Fandiño, Jolanys, Fandiño, Jolanys11, Pión, Alvaro, Pión, Alvaro22..  1 1 Grupo de Investigación Microbiología y Ambiente, GIMA. Programa de Bacteriología. Universidad de San Buenaventura, Grupo de Investigación Microbiología y Ambiente, GIMA. Programa de Bacteriología. Universidad de San Buenaventura, Cartagena, Colombia. gustavo.echeverri@gmail.com.Cartagena, Colombia. gustavo.echeverri@gmail.com.2 2 Ingeambiente S.A, ESP, Relleno sanitario La Paz, Director Ambiental. Ingeambiente S.A, ESP, Relleno sanitario La Paz, Director Ambiental.

INTRODUCCIONINTRODUCCION  El Relleno Sanitario Regional LA PAZ, en Turbana, operado por la empresa INGEAMBIENTE S.A.-El Relleno Sanitario Regional LA PAZ, en Turbana, operado por la empresa INGEAMBIENTE S.A.-ESP, utiliza el sistema de operación mediante terrazas, que provee mayor estabilidad y tiene un ESP, utiliza el sistema de operación mediante terrazas, que provee mayor estabilidad y tiene un manejo de lixiviados mediante filtros-canales, que los conducen a dos piscinas de tratamiento. El manejo de lixiviados mediante filtros-canales, que los conducen a dos piscinas de tratamiento. El lixiviado puede contaminar suelo y aguas superficiales o subterráneas, impactando por lixiviado puede contaminar suelo y aguas superficiales o subterráneas, impactando por microorganismos, sustancias tóxicas y nutrientes. microorganismos, sustancias tóxicas y nutrientes.   Buscar bacterias aerobias en lixiviados y su caracterización bioquímica, como el montaje de Buscar bacterias aerobias en lixiviados y su caracterización bioquímica, como el montaje de experimentos piloto para ver el comportamiento de la demanda bioquímica de oxígeno (DQO) en el experimentos piloto para ver el comportamiento de la demanda bioquímica de oxígeno (DQO) en el tiempo, ha sido el objetivo de este trabajo, con el fin de ver la disminución de materia orgánica y a tiempo, ha sido el objetivo de este trabajo, con el fin de ver la disminución de materia orgánica y a futuro poder usar estas bacterias In Situ como una alternativa de control. futuro poder usar estas bacterias In Situ como una alternativa de control.   Se aislaron e identificaron las bacterias aerobias Se aislaron e identificaron las bacterias aerobias Cryseobacterium indologenes, Corynebacterium Cryseobacterium indologenes, Corynebacterium aquaticum, Burkholderia cepacia, Stenotrophomona maltophilia, Streptococcus porcinus, aquaticum, Burkholderia cepacia, Stenotrophomona maltophilia, Streptococcus porcinus, Lactococcus garviae, Leuconostoc pseudomesenteroides, Streptococcus intermedium, Lactococcus garviae, Leuconostoc pseudomesenteroides, Streptococcus intermedium, Cryseobacterium meningoseptiumCryseobacterium meningoseptium. Se hicieron curvas de crecimiento a cada una de las bacterias, . Se hicieron curvas de crecimiento a cada una de las bacterias, mostrando fase logarítmica y estacionaria. Se Determinaron parámetros iniciales en una prueba mostrando fase logarítmica y estacionaria. Se Determinaron parámetros iniciales en una prueba piloto para concretar protocolos para el ensayo de degradabilidad definitivo. Se hicieron 5 grupos piloto para concretar protocolos para el ensayo de degradabilidad definitivo. Se hicieron 5 grupos testigo, 9 cepas puras encontradas y un consorcio de 3 bacterias, para someterlos a tiempos desde testigo, 9 cepas puras encontradas y un consorcio de 3 bacterias, para someterlos a tiempos desde 0 a 168 horas. 0 a 168 horas.

OBJETIVO GENERALOBJETIVO GENERAL

Buscar bacterias aerobias con capacidad de degradar materia organica en aguas de piscinas de Buscar bacterias aerobias con capacidad de degradar materia organica en aguas de piscinas de recolección de lixiviados en un relleno sanitario.recolección de lixiviados en un relleno sanitario.

OBJETIVOS ESPECIFICOSOBJETIVOS ESPECIFICOS

•Aislar bacterias aerobias de los lixiviados de piscinas en un relleno sanitarioAislar bacterias aerobias de los lixiviados de piscinas en un relleno sanitario•Caracterizar bioquimicamente las bacterias aisladas de estos lixiviadosCaracterizar bioquimicamente las bacterias aisladas de estos lixiviados•Hacer un ensayo piloto para ver el comportamiento de degradabilidad de estas bacterias, Hacer un ensayo piloto para ver el comportamiento de degradabilidad de estas bacterias, midiendo la demanda química de oxígeno (DQO).midiendo la demanda química de oxígeno (DQO).

MATERIALES Y METODOSMATERIALES Y METODOSLa metodología utilizada para realizar esta investigación fue la siguiente:La metodología utilizada para realizar esta investigación fue la siguiente:              Aislamiento de Bacterias Aerobias: utilizando técnicas sencillas de aislamiento sobre medios Aislamiento de Bacterias Aerobias: utilizando técnicas sencillas de aislamiento sobre medios de cultivo enriquecidos incubadas a 37ºC, donde posteriormente de purificaron sobre agar de cultivo enriquecidos incubadas a 37ºC, donde posteriormente de purificaron sobre agar nutritivo para conservarlas y seguir procedimientos de caracterización fenotípica por pruebas nutritivo para conservarlas y seguir procedimientos de caracterización fenotípica por pruebas bioquímicasa.bioquímicasa.            Identificación Bioquímica: mediante el sistema de identificación BBL CrystalIdentificación Bioquímica: mediante el sistema de identificación BBL Crystal          Prueba de degradabilidad en bioreactores, midiendo DQO, segun el metodo de reflujo abierto Prueba de degradabilidad en bioreactores, midiendo DQO, segun el metodo de reflujo abierto frente a los tiempos de contacto, frente a controles y graficando para ver % degradabilidad.frente a los tiempos de contacto, frente a controles y graficando para ver % degradabilidad.

RESULTADOS Y CONCLUSIONESRESULTADOS Y CONCLUSIONES

            Se demostró la diversidad en la microflora de bacterias en las dos piscinas de recolección Se demostró la diversidad en la microflora de bacterias en las dos piscinas de recolección de lixiviados, entre las cuales se encontraron en el mes de Noviembre, de lixiviados, entre las cuales se encontraron en el mes de Noviembre, Estafilococcus capitis, Estafilococcus capitis, Shiguella sp., Acinetobacter iwoffi, Pseudomona stucery, Flavomona oryzihabieans, Shiguella sp., Acinetobacter iwoffi, Pseudomona stucery, Flavomona oryzihabieans, Estafilococcus saprofiticus, Enterobacter cloacae, Estafilococcus saprofiticus, Enterobacter cloacae, Stenotrophomona maltophilia,Stenotrophomona maltophilia, y en el mes de y en el mes de Enero Enero Burkholderia cepacia, Enterobacter cloacae, Stenotrophomona maltophilia, Burkholderia cepacia, Enterobacter cloacae, Stenotrophomona maltophilia, Corynebacterium aquaticum, Leuconostoc pseudomesenteroides, Lactococcus garviae, Corynebacterium aquaticum, Leuconostoc pseudomesenteroides, Lactococcus garviae, Cryseobacterium indologenes, Estreptococcus intermedium, Proteus vulgaris, Estafilococcus Cryseobacterium indologenes, Estreptococcus intermedium, Proteus vulgaris, Estafilococcus aureus, Cryseobacterium meningoseptium, Estreptococcus porcinus. aureus, Cryseobacterium meningoseptium, Estreptococcus porcinus. Debido a que muchas Debido a que muchas bacterias no toleraron las condiciones adversas en las que se encontraron, se puede ver que en bacterias no toleraron las condiciones adversas en las que se encontraron, se puede ver que en la época de lluvia las bacterias que crecieron fueron diferentes a las que crecieron en la época de la época de lluvia las bacterias que crecieron fueron diferentes a las que crecieron en la época de sequía.sequía.       En la fase final del ensayo entre las 96 y las 168 horas, se presenta el valor más bajo de En la fase final del ensayo entre las 96 y las 168 horas, se presenta el valor más bajo de materia orgánica 15.4%, por el ensayo que contiene la cepa de materia orgánica 15.4%, por el ensayo que contiene la cepa de Burkholderia cepaciaBurkholderia cepacia     La bacteria que mostró mayor capacidad de degradación de la materia orgánica fue la La bacteria que mostró mayor capacidad de degradación de la materia orgánica fue la Burkholderia cepaciaBurkholderia cepacia en un 84.6% seguida de la en un 84.6% seguida de la Stenotrophomona maltophiliaStenotrophomona maltophilia que presentó un que presentó un porcentaje de 82%.porcentaje de 82%.     La bacteria La bacteria Cryseobacterium indologenesCryseobacterium indologenes presentó un porcentaje de 21.2%, de degradación de presentó un porcentaje de 21.2%, de degradación de la materia orgánica presente en el lixiviado, siendo este valor el más bajo de todos los ensayos la materia orgánica presente en el lixiviado, siendo este valor el más bajo de todos los ensayos realizados.realizados.    Teniendo en cuenta el comportamiento de los testigos, se nota que el que presentó el menor Teniendo en cuenta el comportamiento de los testigos, se nota que el que presentó el menor porcentaje de degradación fue el lixiviado esteril más caldo nutritivo, con un valor de 19.1%, esto porcentaje de degradación fue el lixiviado esteril más caldo nutritivo, con un valor de 19.1%, esto corrobora la capacidad degradativa que tuvieron las bacterias aisladas e identificadas en cada corrobora la capacidad degradativa que tuvieron las bacterias aisladas e identificadas en cada uno de los ensayos realizados.uno de los ensayos realizados.    Existen otras bacterias que también poseen capacidad de degradación de la materia orgánica Existen otras bacterias que también poseen capacidad de degradación de la materia orgánica presente en los lixiviados, ya que el lixiviado no esteril en el ensayo final realizado, presentó un presente en los lixiviados, ya que el lixiviado no esteril en el ensayo final realizado, presentó un porcentaje de degradación de 61.7%. porcentaje de degradación de 61.7%. Las bacterias que se aislaron en este trabajo investigativo fueron de gran ayuda para acelerar Las bacterias que se aislaron en este trabajo investigativo fueron de gran ayuda para acelerar el proceso de degradación de la materia orgánica presente en los lixiviados.el proceso de degradación de la materia orgánica presente en los lixiviados. Tomando este trabajo como un primer ensayo experimental a nivel exploratorio, se demostró Tomando este trabajo como un primer ensayo experimental a nivel exploratorio, se demostró que las bacterias presentaron la capacidad necesaria para poder degradar la materia orgánica que las bacterias presentaron la capacidad necesaria para poder degradar la materia orgánica presente en el lixiviado de las piscinas de recolección en el Relleno Sanitario Regional LA PAZ.presente en el lixiviado de las piscinas de recolección en el Relleno Sanitario Regional LA PAZ. Con base en los datos obtenidos en esta investigación se recomienda realizar el diseño de Con base en los datos obtenidos en esta investigación se recomienda realizar el diseño de una planta a pequeña escala para hacer ensayos de degradación de materia orgánica IN SITU.una planta a pequeña escala para hacer ensayos de degradación de materia orgánica IN SITU.

Curva de degradación de la materia orgánica presente en el lixiviado, por las bacterias no patógenas aisladas en el mes de Enero de 2006

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1000

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0 4 8 24 48 72 96 168Horas

DQ

O

LE+CN LNE+CN LNE LNE+1CepaLNE+3Cepa C.indologenes C. aquaticum B. cepaciaS. maltophilia S. porcinus L. garvariae L. pseudomS. intermed Mezcla C. meningosept

Porcentajes de degradación de cada una de los ensayos. Horas.Porcentajes de degradación de cada una de los ensayos. Horas.

  EnsayosEnsayos 4-84-8 8-248-24 24-424-488

48-748-722

72-9672-96 96-1696-1688

% final% final

(T1) LE + CN (T1) LE + CN 95.895.8 95.295.2 92.892.8 91.991.9 87.187.1 80.980.9 19.119.1

(T2) LNE + CN (T2) LNE + CN 68.868.8 6666 59.659.6 58.358.3 48.348.3 40.540.5 59.559.5

(T3) LNE (T3) LNE 78.978.9 72.472.4 65.565.5 6363 49.249.2 38.338.3 61.761.7

(T4) LNE+ CN +1 CEPA (T4) LNE+ CN +1 CEPA 76.476.4 67.967.9 60.760.7 52.652.6 41.541.5 35.935.9 64.164.1

(T5)LNE+ CN + 3 CEPAS (T5)LNE+ CN + 3 CEPAS 78.778.7 70.870.8 52.752.7 36.236.2 20.920.9 15.715.7 84.384.3

(6) C. indologenes +CN (6) C. indologenes +CN 97.097.0 94.494.4 94.494.4 94.394.3 83.783.7 78.878.8 21.221.2

(7) C. aquaticum + CN (7) C. aquaticum + CN 90.890.8 89.789.7 77.377.3 76.976.9 65.465.4 53.953.9 46.146.1

(8) B. Cepacia +CN (8) B. Cepacia +CN 81.881.8 65.865.8 56.656.6 42.742.7 25.125.1 15.415.4 84.684.6

(9) S. maltophilia + CN (9) S. maltophilia + CN 93.893.8 83.583.5 6868 50.250.2 30.530.5 1818 8282

(10) S. porcinus + CN (10) S. porcinus + CN 86.786.7 86.786.7 82.682.6 82.482.4 72.772.7 68.468.4 31.631.6

(11) L. garviae + CN(11) L. garviae + CN 97.897.8 95.195.1 89.689.6 86.886.8 81.381.3 67.867.8 33.233.2 (12) L. (12) L. pseudomensenteroides pseudomensenteroides +CN +CN 82.282.2 6767 63.463.4 61.861.8 53.153.1 46.746.7 53.353.3

(13) S. intermedium +CN (13) S. intermedium +CN 97.597.5 77.777.7 6868 53.153.1 46.746.7 41.841.8 58.258.2

(14) C. meningoseptium + (14) C. meningoseptium + CN CN 99.199.1 97.697.6 97.697.6 89.589.5 86.586.5 74.374.3 25.725.7

(15) LE + CN + 3 Cepas (15) LE + CN + 3 Cepas 9494 69.769.7 59.259.2 46.346.3 39.439.4 25.725.7 74.374.3BIBLIOGRAFIABIBLIOGRAFIA

COLLAZOS, Héctor P. Diseño y Operación De Rellenos COLLAZOS, Héctor P. Diseño y Operación De Rellenos Sanitarios. ED. Carrera Séptima Ltda. Segunda Edición. Sanitarios. ED. Carrera Séptima Ltda. Segunda Edición. Capitulo 2.Capitulo 2.KONEMAN, M.D Elmer, Diagnóstico microbiológico. ED. KONEMAN, M.D Elmer, Diagnóstico microbiológico. ED. Medica Panamericana. 5 ed. Capítulo 1, 4.Medica Panamericana. 5 ed. Capítulo 1, 4.Manual de bacteriología II. IV semestre.Manual de bacteriología II. IV semestre.METCALF & EDDY, INC. METCALF & EDDY, INC. Ingeniería de aguas residuales. Ingeniería de aguas residuales. Tratamiento, vertido y reutilización. Tratamiento, vertido y reutilización. ED. Mc Graw Hill.3ED. Mc Graw Hill.3 ed. ed. Volumen I. Capítulo 3.Volumen I. Capítulo 3.ORDOÑEZ, Consuelo. Evaluación Y Manejo de La ORDOÑEZ, Consuelo. Evaluación Y Manejo de La Contaminación Urbana. ICFES. 1 ed. Pág. 158. Contaminación Urbana. ICFES. 1 ed. Pág. 158. TCHBANOGLOUS, George. THEISEN. HILL. Gestión Integral TCHBANOGLOUS, George. THEISEN. HILL. Gestión Integral De Residuos Sólidos. ED. Mc Graw Hill. Tomo I. Capitulo 9.De Residuos Sólidos. ED. Mc Graw Hill. Tomo I. Capitulo 9.ACHA, American Public Halt Asociation. ACHA, American Public Halt Asociation. WPCA, American WPCA, American wored Word asociation. WPCF, wored pollution control wored Word asociation. WPCF, wored pollution control federation. Standard methods for the examination of water federation. Standard methods for the examination of water and waste waters. and waste waters. 20 ed. 1998. Capitulo 5.20 ed. 1998. Capitulo 5.E. Merck. Manual de medios de cultivo. 1994, Danmstadt, E. Merck. Manual de medios de cultivo. 1994, Danmstadt, Alemania. Págs. 138, 195,197.Alemania. Págs. 138, 195,197.Manual de bacteriología DIFCO. Medios de cultivo Manual de bacteriología DIFCO. Medios de cultivo deshidratado y reactivo para procedimientos de laboratorio deshidratado y reactivo para procedimientos de laboratorio microbiológico y clínico. 9 ed. Pág. 24, 25, 26, 34,35.microbiológico y clínico. 9 ed. Pág. 24, 25, 26, 34,35.HOLGUIN, Marta. HIGUERA, Mariana. RUBIO, Blanca. HOLGUIN, Marta. HIGUERA, Mariana. RUBIO, Blanca. VARGAS, Mercedes. MUÑOZ, Ana. DIAZ, Graciela. Manual De VARGAS, Mercedes. MUÑOZ, Ana. DIAZ, Graciela. Manual De Técnicas De Análisis Para Control De Calidad Microbiológico Técnicas De Análisis Para Control De Calidad Microbiológico Para Alimentos De Consumo Humano. 1998, Santa Fe de Para Alimentos De Consumo Humano. 1998, Santa Fe de Bogota. INVIMA. Págs. 15,16 17,18, 19, 36, 37,38.Bogota. INVIMA. Págs. 15,16 17,18, 19, 36, 37,38.ATLAS, Ronald. BARTHA, Richard. Ecología Microbiana y ATLAS, Ronald. BARTHA, Richard. Ecología Microbiana y Microbiología Ambiental. ED. Pearson Educación S.A. Madrid Microbiología Ambiental. ED. Pearson Educación S.A. Madrid 2002. 4 ed.2002. 4 ed.

Porcentaje total de degradación de la Porcentaje total de degradación de la materia orgánica alcanzado en cada uno de los ensayos materia orgánica alcanzado en cada uno de los ensayos

realizados.realizados.

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Bioensayos

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