Facultad de Ciencias Biológicas

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https://repositorio.udec.cl/handle/11594/182

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Browsing Facultad de Ciencias Biológicas by Author "Aguad Poblete, Heidi Beatriz"

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    Biorremediación de Plomo (Pb) mediante una cepa bacteriana ureolítica-Pb-tolerante, aislada desde un relave minero polimetálico.
    (Universidad de Concepción, 2025) Aguad Poblete, Heidi Beatriz; Campos Araneda, Víctor Leandro
    El plomo (Pb) es un metal pesado tóxico y no biodegradable, cuya presencia, producto de actividades industriales y procesos naturales, en ambientes terrestres, acuáticos y aéreos representa una amenaza grave para la salud humana y para la ecología (Sharma & Shukla, 2021; Qiao et al., 2019; Kalita & Joshi, 2017). Predomina en la naturaleza como Galena (PbS), aunque su oxidación da origen a fases secundarias más móviles como Cerusita y Anglesita (Klein & Hurlbut, 1997). Si bien, en Chile se reconoce una preocupación por la contaminación de los suelos con metales pesados; no existe actualmente ninguna legislación nacional al respecto. Frente a las limitaciones de las técnicas físico-químicas convencionales para remover Pb, la biorremediación surge como una alternativa eficaz y sostenible, utilizando bacterias resistentes capaces de inmovilizar metales por biosorción, bioacumulación, biotransformación o biomineralización (Pande et al., 2022). En particular, el proceso MICP (precipitación de carbonatos inducida microbianamente), mediado por bacterias ureolíticas, permite incorporar Pb en la red cristalina de la Calcita, reduciendo su movilidad y toxicidad (Kang et al., 2014; Wei et al., 2022). Esta tesis propone identificar una cepa ureolítica tolerante a Pb desde un relave polimetálico (Au, Ag, Cu, Pb y Zn) chileno, con el fin de evaluar su potencial para la inmovilización del metal mediante la técnica de biorremediación MICP. La caracterización geológica del relave minero se llevó a cabo mediante técnicas granulométricas, FRX, DRX, ICP-OES y QEMSCAN. La muestra presentó una mineralogía dominada por feldespatos (42,46%) y Cuarzo (26,02%), con sulfuros en baja proporción (0,45%), destacando Galena (0,1%) y Pirita (0,22%) como posibles fuentes de Pb. Se identificaron fases que podrían contener plomo sorbido, como Jarosita (0,12%) y óxidos/hidróxidos de Fe (1,1%). También se detectó Fe metálico (1,04%) de probable origen sintético. La muestra evidencia procesos de alteración de baja temperatura, con reemplazo parcial de silicatos y Fe metálico por arcillas y Goethita. Con el fin de conocer la diversidad microbiana se realizó una extracción y secuenciación masiva de ADN, cuyo resultado reveló una comunidad bacteriana compuesta principalmente por Proteobacteria (76,73%), con predominancia de Gammaproteobacteria (55,64%). Se aislaron 12 cepas bacterianas, de las cuales tres (RO-01, RO-11 y RO-14) mostraron alta actividad ureolítica. La cepa RO-01, identificada como Sphingobium sp., presentó la mayor tolerancia a Pb (hasta 10 mM) y fue seleccionada para estudios de MICP en reactores batch. En caldo químicamente definido, suplementado con 40% Urea (MQD-Urea) y 0,5 mM de Pb, Sphingobium RO-01 logró remover el alrededor de 82% del Pb soluble en 48 h, sin remoción en controles abióticos. La biomineralización fue confirmada por SEM-EDS, detectándose CaCO3 y una creciente incorporación de Pb en los cristales con el tiempo. La cepa también toleró otros metales como Cu, Se y Ni, pero mostró baja tolerancia a As y Cd. Estos resultados confirman la capacidad de la cepa Sphingobium RO-01 para inmovilizar Pb mediante biomineralización, abriendo posibilidades para su aplicación en sistemas de tratamiento biológico de pasivos mineros.
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