Anaerobic degradation of anionic surfactants by indigenous microorganisms from sediments of a tropical polluted river in Brazil / Degradación anaeróbica de tensioactivos aniónicos en microorganismos autóctonos de los sedimentos de un río tropical contaminado en Brasil

ABSTRACT

Linear alkylbenzene sulfonate (LAS) is widely used in the formulation of domestic and industrial cleaning products, the most synthetic surfactants used worldwide. These products can reach water bodies through the discharge of untreated sewage or non-effective treatments. This study evaluates the ability of the microorganisms found in the Tietê river sediment to degrade this synthetic surfactant. The experiment was conducted in a bioreactor, operated in batch sequences under denitrifying conditions, with cycles of 24 hours and stirring at 150rpm, using 430mL of sediments and 1 070mL of a synthetic substrate consisting of yeast extract, soluble starch, sodium bicarbonate and sucrose. LAS was added at different concentrations of 15mg/L and 30mg/L. The reactor operation was divided into the biomass adaptation to the synthetic substrate without LAS and three experimental conditions a) addition of 15mg/L of LAS; b) 50% reduction the co-substrate concentration and 15mg/L of LAS, and c) addition of 30mg/L of LAS and 100% co-substrate concentration. The results showed that the degradation efficiency of LAS was directly related to the addition of co-substrates and the population of denitrifying bacteria. The removal of LAS and nitrate can be achieved simultaneously in wastewater with low organic loads. The reduction in the co-substrates concentration was directly influenced by the number of denitrifying bacteria (2.2x10(13) to 1.0x10(8)MPN/gTVS), and consequently, LAS degradation (60.1 to 55.4%). The sediment microorganisms in the Tietê river can be used as an alternative inoculum in the treatment of wastewater with nitrate and LAS contamination.

RESUMEN

El alquilbenceno sulfonato lineal (LAS) es el tensoactivo sintético más usado en todo el mundo en los produtos de limpeza domestica e industrial y puede llegar a las masas de agua a través de la descarga de aguas residuales sin tratamiento o con un tratamiento ineficaz. El objetivo del estudio consistió en evaluar la capacidad de la microbiota presente en el sedimento del río Tietê en la degradación del tensoactivo anionico - LAS. El experimento se llevó a cabo en un bioreactor de lotes secuenciales en condiciones de desnitrificación con ciclos de 24 horas, agitación de 150rpm, usando 430mL de sedimento y 1 070mL de sustrato sintético constituido por extracto de levadura, almidón soluble, bicarbonato de sodio y sacarosa. El LAS fue añadido a diferentes concentraciones de 15mg/L y 30mg/L. El funcionamiento del bioreactor se dividió en la adaptación de la biomasa con sustrato sintético sin LAS y tres condiciones experimentales A) adición de 15mg/L de LAS; B) 15mg/L de LAS y reducción del 50% de la concentración del co-sustrato y C) 30mg/L de LAS y la concentración de 100% de co-substrato. Los resultados obtenidos muestran que la eficiencia en la degradación del LAS está directamente relacionada con la población de bacterias desnitrificadoras y que el sedimento del río Tietê se puede utilizar como inóculo en el tratamiento de LAS en condiciones desnitrificadoras. La población de bacterias fue capaz de degradar el LAS independiente de la fuente de carbón adicionada. La remoción de LAS y de nitrato se puede lograr simultáneamente en aguas residuales con una baja carga orgánica. La reducción de la concentración del co-sustrato fue influenciado directamente por la población de bacterias desnitrificantes (2.2x10(13) a 1.0x10(8)MNP/gTVS) y por lo tanto la degradación de LAS (60.1-55.4%). Los microorganismos en el sedimento del río Tietê se pueden usar como inóculo alternativo para el tratamiento de efluentes contaminados con nitrato y LAS.