Universidad Iberoamericana

• Título: Enrichment of Nitrogen-Fixing Bacteria in a Nitrogen-Deficient Wastewater Treatment System = Enriquecimiento de bacterias fijadoras de nitrógeno en un sistema de tratamiento de aguas residuales con deficiencia de nitrógeno
• Autor: Ospina Betancourth, María Carolina; Acharya, Kishor; Allen, Ben; Entwistle, Jim; Head, Ian M.; Sanabria, Janeth; Curtis, Thomas P.
• Publicación original: Environmental Science and Technology, 2020
• Descripción física: PDF
• Nota general:
  • Colombia
• Notas de reproducción original: Digitalización realizada por la Biblioteca Virtual del Banco de la República (Colombia)
• Notas:
  • Resumen: Abstract: Anthropogenic nitrogen fixation is essential to sustain a global population of 7.7 billion. However, there has been a long-standing desire to find cheaper and more environmentally friendly alternatives to the Haber–Bosch process. In this study, we developed a new strategy of nitrogen fixation by enriching free-living N2-fixing bacteria (NFB) in reactors fed with low nitrogen wastewater, analogous to those usually found in certain industrial effluents such as paper mills. Our reactors fixed appreciable quantities of nitrogen with a rate of 11.8 mg N L–1 day–1. This rate is comparable to recent “breakthrough” nitrogen-fixing technologies and far higher than observed in low C/N reactors (fed with organic matter and nitrogen). NFB were quantified using quantitative polymerase chain reaction (qPCR) of the nifH (marker gene used to identify biological nitrogen fixation) and 16S rRNA genes. The nifH gene was enriched by a factor of 10 in the nitrogen-fixing reactors (compared to controls) attaining 13% of the bacterial population (1:4.2 copies of nifH to 16S rRNA). The Illumina MiSeq 16S rRNA gene amplicon sequencing of reactors showed that the microbial community was dominated (19%) by Clostridium pasteurianum. We envisage that nitrogen-enriched biomass could potentially be used as a biofertilizer and that the treated wastewater could be released to the environment with very little post-treatment. Resumen: La fijación antropogénica de nitrógeno es esencial para sustentar una población mundial de 7.700 millones. Sin embargo, ha existido un deseo de larga data de encontrar alternativas más baratas y más respetuosas con el medio ambiente al proceso Haber-Bosch. En este estudio, desarrollamos una nueva estrategia de fijación de nitrógeno mediante el enriquecimiento de bacterias fijadoras de N2 (NFB) de vida libre en reactores alimentados con aguas residuales bajas en nitrógeno, análogas a las que se encuentran habitualmente en determinados efluentes industriales como las fábricas de papel. Nuestros reactores fijaron cantidades apreciables de nitrógeno con una tasa de 11,8 mg N L – 1 día – 1. Esta tasa es comparable a las tecnologías de fijación de nitrógeno “innovadoras” recientes y mucho más alta que la observada en los reactores de bajo C / N (alimentados con materia orgánica y nitrógeno). Los NFB se cuantificaron mediante la reacción en cadena de la polimerasa cuantitativa (qPCR) de los genes nifH (gen marcador utilizado para identificar la fijación biológica de nitrógeno) y los genes rRNA 16S. El gen nifH se enriqueció en un factor de 10 en los reactores de fijación de nitrógeno (en comparación con los controles) alcanzando el 13% de la población bacteriana (1: 4,2 copias de nifH a rRNA 16S). La secuenciación del amplicón del gen del ARNr de Illumina MiSeq 16S de los reactores mostró que la comunidad microbiana estaba dominada (19%) por Clostridium pasteurianum. Prevemos que la biomasa enriquecida con nitrógeno podría potencialmente usarse como biofertilizante y que las aguas residuales tratadas podrían liberarse al medio ambiente con muy poco postratamiento.
  • © Derechos reservados del autor
  • Colfuturo
• Forma/género: texto
• Idioma: castellano
• Institución origen: Biblioteca Virtual del Banco de la República
• Encabezamiento de materia:
  • Genetics; Wastewater; Nitrogen; Sludges; Water treatment; Genética; Aguas residuales; Nitrógeno; Lodos; Tratamiento de aguas
  • Tecnología; Tecnología / Ingeniería y operaciones afines; Tecnología / Ingeniería y operaciones afines / Ingeniería civil

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