Varios transportes de electrones involucrados en la reducción de nitratos dentro de una biopelícula electroquímica...

Área de la Ciencia:

• Ciencias del medio ambiente
• Microbiología
• La electroquímica

Sus antecedentes:

• La inversión periódica de polaridad (PPR) es una estrategia para mejorar la reducción de nitratos (NO3-N) en las biopelículas electroquímicamente activas (EAB).
• Los mecanismos de transferencia extracelular de electrones (EET) que impulsan este proceso siguen sin estar claros.

Objetivo del estudio:

• Cuantificar las contribuciones de la EET unidireccional/bidireccional y el almacenamiento de electrones a la reducción de NO3-N en las EAB bajo diferentes operaciones de inversión de polaridad.
• Para aclarar el papel de EET en la reducción de NO3-N dentro de los EAB.

Principales métodos:

• Cuantificación de las contribuciones de EET (unidireccional/bidireccional) y almacenamiento de electrones mediante operaciones de inversión de polaridad variable.
• Análisis de la composición de la comunidad microbiana y de la expresión génica relacionada con el metabolismo del nitrógeno.

Principales resultados:

• PPR logró una eficiencia de reducción de NO3-N del 28,8%, significativamente mayor que la inversión de polaridad única (6,5%) o la inversión de no polaridad (14,7%).
• El almacenamiento de electrones y el EET unidireccional representaron el 50,2% y el 21,6% de la reducción de NO3-N, respectivamente.
• El EET bidireccional contribuyó en un 28,2% a la reducción del NO3-N con una selectividad del 77,3% para el amoníaco en el marco de la PPR.
• El género Petrimonas dominó el EAB, con genes de metabolismo de nitrógeno regulados por la PPR.

Conclusiones:

• La PPR es una estrategia eficaz para mejorar la reducción de NO3-N en los EAB mediante la optimización del EET y el almacenamiento de electrones.
• La comprensión de los mecanismos EET proporciona información para mejorar los sistemas bioelectroquímicos para la eliminación de nitrógeno.