Eliminación biológica de altas concentraciones de nitrato en efluentes de fabricación de explosivos

Abstract

Dos microorganismos, una bacteria gram-negativa identificada como Klebsiella oxytoca CECT 4460, y otra gram-positiva identificada como Arthrobacter globiformis CECT 4500, tolerantes a concentraciones de al menos 1M de nitrato, fueron aislados de los suelos de la fábrica Páramo de Masa (Burgos) perteneciente a Unión Española de Explosivos (UEE). Estas bacterias, en condiciones de aerobiosis, utilizaron una gran variedad de sustratos como fuente de carbono, y su crecimiento tuvo lugar cuando la concentración de nitrato en el medio de cultivo fue inferior a 150 mM. Ambas cepas fueron caracterizadas y se llevó a cabo la optimización en el laboratorio del proceso de eliminación de nitrato en aguas residuales procedentes de la fabricación de DNEG por estas cepas. Posteriormente, se procedió al escalado del sistema de eliminación de nitrato en una planta piloto de 40 L de capacidad, la cual fue operada tanto en estanco como en continuo en la fábrica perteneciente a UEE. Se estudió la influencia de la fuente de carbono, glicerol y/o sacarosa, sobre el proceso de eliminación de nitrato por K. oxytoca CECT 4460 en condiciones de laboratorio. Esta cepa eliminó el 99% del nitrato suministrado en el medio de cultivo, sin acumulación de nitrito o amonio, utilizando sacarosa, glicerol, o mezclas de ambas fuentes de carbono en quimiostatos. La razón C:N óptima para el sistema de eliminación de nitrato fue de entre 8 y 10 para tasas de dilución de entre 0,2 h-1 y 0,1 h-1 respectivamente. Por último, se llevó a cabo un aumento en la dosis génica de la nitrito reductasa en K. oxytoca CECT 4460. Para ello se transfirió a esta cepa el gen nasB de Klebsiella pneumoniae, el cual codifica la nitrito reductasa asimilatoria. Se construyeron dos plásmidos de amplio espectro de huésped con el gen nasB de K. pneumoniae, denominados pUPE2 y pUPE3