Revista de Metalurgia, Vol 52, No 3 (2016)

Mecanismo de biosorción de hierro ferroso por sustancias poliméricas extracelulares de la bacteria acidófila Acidiphilium sp


https://doi.org/10.3989/revmetalm.076

Jaime M. Tapia
Universidad Arturo Prat, Facultad de Ingeniería y Arquitectura, Chile

Jesús Muñoz
Universidad Complutense, Departamento de Ciencia de los Materiales e Ingeniería Metalúrgica, España

Felisa González
Universidad Complutense, Departamento de Ciencia de los Materiales e Ingeniería Metalúrgica, España

María L. Blázquez
Universidad Complutense, Departamento de Ciencia de los Materiales e Ingeniería Metalúrgica, España

Antonio Ballester
Universidad Complutense, Departamento de Ciencia de los Materiales e Ingeniería Metalúrgica, España

Resumen


El objetivo de este trabajo fue estudiar la absorción de Fe(II) por Sustancias Poliméricas Extracelulares (SPE) provenientes de la bacteria acidófila Acidiphilium 3.2Sup(5). Las SPE fueron extraídas usando EDTA. SPE de A. 3.2Sup(5) cargadas con Fe(II) fueron caracterizadas usando las siguientes técnicas experimentales: microscopia electrónica de barrido (MEB) con microanálisis de energía dispersiva de rayos X (EDX), difracción de rayos X (DRX), y espectroscopía infrarojo (IR) con transformada de Fourier (EIRTF). Los resultados muestran que las SPE absorben Fe(II) según el modelo de Freundlich con un coeficiente de sorción K = 1,14 mg1-1/n g-1 e intensidad 1/n = 1,26. La captación de Fe(II) por las SPE ocurre a través de la formación de oxalatos de hierro (FeC2O4), a través de una reacción reversible (Log K = 0,77 ± 0,33), lo cual implica que el hierro captado podría recuperarse si fuera de interés.

Palabras clave


Acidiphilium; Bacteria; EPS; Hierro ferroso; Oxalato; Sorción

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Referencias


Casas, J.M., Crisóstomo, G., Cifuentes, L. (2005). Speciation of the Fe(Ii)-Fe(Iii)-H2so4-H2o System at 25 and 50 °C. Hydro- metallurgy 80 (4), 254–264. http://dx.doi.org/10.1016/j.hydromet.2005.07.012

Dopson, M., Ni, G., Sleutels, T. (2015). Possibilities for extremo- philic microorganisms in microbial electrochemical sys- tems. FEMS Microbiol. Rev. 40 (2), 164–181. http://dx.doi.org/10.1093/femsre/fuv044 PMid:26474966 PMCid:PMC4802824

Figueira, M.M., Volesky, B., Mathieu, H.J. (1999). Instrumen- tal analysis study of iron species biosorption by sargassum biomass. Environ. Sci. Technol. 33 (11), 1840–1846. http://dx.doi.org/10.1021/es981111p

Fuks, L., Filipiuk, D., Majdan, M. (2006). Transition metal complexes with alginate biosorbent. J. Mol. Struct. 792–793, 104–109. http://dx.doi.org/10.1016/j.molstruc.2005.12.053

Guibaud, G., Hullebusch, E.V., Bordas, F., d'Abzac, P., Joussein, E. (2009). Sorption of Cd(Ii) and Pb(Ii) by Exopolymeric Substances (Eps) Extracted from activated sludges and pure bacterial strains: Modelling of the Metal/Ligand ratio effect and role of the mineral fraction. Bioresource Technol. 100 (12), 2959–2968. http://dx.doi.org/10.1016/j.biortech.2009.01.040 PMid:19254840

Kareem, S., Adeogun, A., Omeike, S. (2014). Biosorption Studies for the Removal of Ferrous Ion from Aqueous Solution by Aspergillus Terreus and Trichoderma Viride: Kinetic, Thermodynamic and Isothermal Parameters. J. Water Supply Res Tech-Aqua 63 (1), 66–75. http://dx.doi.org/10.2166/aqua.2013.109

Konhauser, K. (2007). Introduction to Geomicrobiology, Blackwell Publishing, Oxford. PMid:17332403

Malki, M., González-Toril, E., Sanz, J.L., Gómez, F., Rodríguez, N., Amils, R. (2006). Importance of the iron cycle in biohydrometallurgy. Hydrometallurgy 83 (1–4), 223–228. http://dx.doi.org/10.1016/j.hydromet.2006.03.053

Malki, M., De Lacey, A.L., Rodríguez, N., Amils, R., Fernandez, V.M. (2008). Preferential Use of an Anode as an Electron Acceptor by an Acidophilic Bacterium in the Presence of Oxygen. Appl. Environ. Microb. 74 (14), 4472–4476. http://dx.doi.org/10.1128/AEM.00209-08 PMid:18487393 PMCid:PMC2493157

Malki, M., Casado, S., López, M.F., Caillard, R., Palomares, F., Martín-Gago, J., Vaz-Domínguez, C., Cuesta, A., Amils, R., Fernández, V., Velez, M., De Lacey, A., Olea, D. (2013). Physicochemical Characterization of Acidiphilium Sp. Biofilms. Chem. Phys. Chem. 14 (6), 1237–1244. PMid:23456979

McLean, R.J., Beauchemin, D., Beveridge, T.J. (1992). Influence of oxidation state on iron binding by Bacillus Licheniformis capsule. Appl. Environ. Microb. 58 (1), 405–408. PMid:1539987 PMCid:PMC195223

Moppert, X., Costaouec, T.L., Raguenes, G., Courtois, A., Simon-Colin, C., Crassous, P., Costa, B., Guezennec, J. (2009). Investigations into the uptake of copper, iron and selenium by a highly sulphated bacterial exopolysaccharide isolated from microbial mats. J. Ind. Microbiol. Biot. 36 (4), 599–604. http://dx.doi.org/10.1007/s10295-009-0529-8 PMid:19198908

Morel, F.M.M., Hering, J.G. (1993). Principles and Applications of Aquatic Chemistry, John Wiley & Sons, New York.

Omoike, A., Chorover, J. (2004). Spectroscopic Study of Extracellular Polymeric Substances from Bacillus Subtilis: Aqueous Chemistry and Adsorption Effects. Biomacromolecules 5 (4), 1219–1230. http://dx.doi.org/10.1021/bm034461z PMid:15244434

Sand, W., Gehrke, T. (2006). Extracellular polymeric substances mediate bioleaching/biocorrosion via interfacial processes involving iron(III) ions and acidophilic bacteria. Res. Microbiol. 157 (1), 49–56. http://dx.doi.org/10.1016/j.resmic.2005.07.012 PMid:16431087

Schmitt, J., Flemming, H. (1998). Ftir-Spectroscopy in microbial and material analysis. Int. Biodeter. Biodegr. 41 (1), 1–11. http://dx.doi.org/10.1016/S0964-8305(98)80002-4

Tapia, J.M., Mu-oz, J.A., González, F., Blázquez, M.L., Malki, M., Ballester, A. (2009). Extraction of extracellular polymeric substances from the acidophilic bacterium Acidiphilium 3.2sup(5). Water Sci. Technol. 59 (10), 1959–1967. http://dx.doi.org/10.2166/wst.2009.192 PMid:19474490

Tapia, J.M., Mu-oz, J.A., González, F., Blázquez, M.L., Ballester, A. (2011). Mechanism of adsorption of ferric iron by extracellular polymeric substances (Eps) from a bacterium Acidiphilium Sp. Water Sci. Technol. 64 (8), 1716–1722. http://dx.doi.org/10.2166/wst.2011.649

Tapia, J.M., Mu-oz, J.A., González, F., Blázquez, M.L., Ballester, A. (2013). Sorption of Ferrous and Ferric Iron by Extracellular Polymeric Substances (Eps) from Acidophilic Bacteria. Prep. Biochem. Biotech. 43 (8), 815–827. http://dx.doi.org/10.1080/10826068.2013.805624 PMid:23876140

Wingender, J., Neu, T.R., Flemming, H.C. (1999). Microbial Extracellular Polymeric Substances. What Are Bacterial Extracellular Polymeric Substances?, Chapter 1, Springer-Verlag, Berlin, pp. 1–19. http://dx.doi.org/10.1007/978-3-642-60147-7




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