Estudio cinético de la actividad anammox en lodos procedentes de un humedal natural ubicado en la Presa José Antonio Álzate

Abstract

La Presa José Antonio Álzate (PJAA) ubicada en el municipio de Toluca, es un sistema que presenta humedales a lo largo de su cauce. La presa ha sido reportada como una zona con alto grado de contaminación a causa del vertido de aguas residuales domésticas e industriales, las cuales se caracterizan por contener compuestos nitrogenados y metales pesados, entre otros contaminantes. Hasta hace pocos años, se reportaba que los compuestos nitrogenados eran eliminados en los sistemas de humedales por dos mecanismos:1) por la absorción por la flora del lugar y 2) por la actividad microbiana nitrificante y desnitrificante, sin embargo, la modificación del ciclo del nitrógeno en este siglo sugiere la participación de los microorganismos anammox (oxidación anaerobia del amonio) en tal proceso. Por lo que en el presente trabajo se evaluó la actividad anammox en lodos obtenidos del rizoma de Typha sp., humedal natural localizado en la PJAA. En cultivo en lote se evaluaron cinco concentraciones de N-NO2 - (15, 30, 50, 70 y 100 mg/L), manteniendo constante la concentración de N-NH4+ en 100 ± 10 mg/L. En todos los ensayos, la oxidación del amonio estuvo acoplada a la reducción del nitrito, con producción de N2. Las eficiencias de consumo de nitrito para las concentraciones de 15 a 50 mg/L de N-NO2 - fueron mayores a 95%, mientras que las eficiencias de amonio aumentaron de 14 a 48%. En los ensayos con 70 y 100 mg/L de N-NO2 - , el consumo de nitrito fue de 74 y 58%, con velocidades específicas de consumo de 0.51 a 0.44 mg N-NO2 - /g SSV respectivamente, indicando un fenómeno de inhibición por sustrato. Una vez comprobada la actividad anammox de los lodos, estos fueron expuestos a cinco concentraciones de cromo hexavalente (0.1, 0.5, 1.0, 1.5 y 2 mg Cr(VI)/L). Los cultivos fueron monitoreados 120 horas y en ninguno de los casos se observó consumo de los sustratos. Por lo que se procedió a realizar estudios de recuperación con la finalidad de discernir un efecto tóxico o inhibitorio del Cr(VI) sobre el cultivo. Para la concentración expuesta a 0.1 mg Cr(VI)/L, el consumo de sustratos u actividad se observó después de 122 h de cultivo, mientras que para la concentración de 2 mg/L se presentó hasta las 166 h. En términos de eficiencias se observó una disminución del 25 hasta del 89% con respecto al cultivo control, no obstante, el rendimiento fue cercano a uno, a excepción de la concentración de 2 mg Cr(VI)/L, donde no se detectó producción de biogás. La recuperación de la actividad del cultivo evidencian que el Cr(VI) provoco un efecto inhibitorio y no tóxico. El estudio proporciona información nueva y útil sobre la actividad anammox de lodos procedentes de humedales, los cuales pueden ser utilizados como inóculo potencial para el tratamiento de aguas residuales en reactores anammox y/o humedales construidos.