Biomineralización de arsénico a pH ácido empleando consorcios microbianos sulfidogénicos obtenidos de sedimentos de drenajes ácidos de mina ubicado en Colquirrumi, Hualgayoc - Cajamarca, 2023

Abstract

El arsénico (As) es un metaloide altamente tóxico especialmente en su estado de oxidación III. Su presencia en el agua se debe a procesos de oxidación química o biológica de minerales tales como arsenopirita (FeAsS), rejalgar (As4S4), oropimente (As2S3), entre otros. Actividades antropogénicas como la minería incrementan la disponibilidad de este metaloide representando un alto riesgo para los ecosistemas y la salud humana debido a su toxicidad. En este estudio se evaluó la biomineralización de As (III) a pH ácido empleando un consorcio microbiano sulfidogénico (CMS) acidófilo obtenido de sedimentos de drenaje ácido de mina (DAM) de un túnel minero ubicado en Hualgayoc-Cajamarca. Los sedimentos de DAM fueron inoculados en microcosmos para la obtención de CMS acidófilos empleando acetato y glicerol (5 mM) como fuentes de carbono/donadores de electrones a pH 3.50. También se agregó madera (2–5 mm) recolectada del mismo túnel minero y se empleó como soporte para el desarrollo de los CMS. Se evaluó la concentración máxima tolerada (CMT) de As (III) de los CMS obtenidos empleando distintas concentraciones (0.20, 0.80, 3.20 y 12.80 mM). Finalmente, se llevó a cabo la biomineralización empleando la CMT de As III (0.80 mM) a pH 3.50 empleando el CMS, glicerol (5 mM) como donador de electrones y madera como soporte por un periodo de 91 días. Los resultados evidenciaron una evolución favorable del pH y ORP al final del experimento (pH: 5.97 ± 0.05, ORP: -255.47 ± 13.00 mV). Se detectó la producción de sulfuros a partir del día 15 obteniendo hasta 3.72 ± 0.22 mM. También, se observó la presencia de precipitados amarillos, potencialmente sulfuros de As (III) (p.e., oropimente, rejalgar). Al final del experimento se logró biomineralizar 0.77 ± 0.005 mM de As (III) (96%). Esta investigación aporta una alternativa biotecnológica basada en los recursos biológicos de la región Cajamarca para la remoción de As en aguas residuales de la industria minera.