Estudi de les poblacions d’eubacteris i arqueobacteris en el funcionament de les cel·les de combustible microbianes

Abstract

En aquest treball s’ha estudiat la potencial interacció entre els arqueobacteris i les poblacions eubacterianes electrogèniques que coexisteixen en el biofilm anodòfil de les cel·les de combustible microbianes (MFC) així com l’efecte dels arqueobacteris metanogènics sobre la producció d’electricitat i la robustesa del propi biofilm. Per a l’aplicació d’aquesta tecnologia a escala real s’ha de comptar amb un biofilm robust i assegurar la viabilitat econòmica del procés. Actualment, molts estudis amb MFC inhibeixen la metanogènesi per augmentar l’eficiència Coulòmbica, però altres estudis han observat canvis en la població d’eubacteris, alguns relacionats amb la transferència d’electrons a l’ànode, en presència d’un inhibidor de la metanogènesi. Hi ha pocs treballs on s’utilitzin tècniques de microbiologia per estudiar les poblacions d’arqueobacteris en MFC. En la primera etapa de l’estudi, es va dur a terme la operació d’un reactor en règim continu a escala laboratori (165 ml de volum efectiu a la cambra anòdica) amb acetat de sodi com a substrat (9 g DQO/l·d-1), addicionant d’un compost descrit com a inhibidor de la metanogènesi (2-brom età sulfonat; BES). En la segona etapa de l’estudi, es van estudiar el comportament electrogènic d’una soca pura metanogènica (Methanosarcina barkeri) enfront de polsos d’acetat (10 mM) en reactors de 10 ml/compartiment en discontinu. La caracterització dels reactors es va dur a terme mitjançant tècniques d’anàlisi fisicoquímic, electroquímic i microbiològic (PCR-DGGE i piroseqüenciació). L’addició del BES (2-bromo età sulfonat) no ha inhibit completament la metanogènesi a concentracions situades entre 0,16 i 10 mM. Les concentracions esmentades podrien inhibir la via acetoclàstica associada a la Methanosarcina sp., potenciant la via hidrogenotròfica. S’observa un augment en la diversitat de la població d’eubacteris, així com en l’abundància relativa de fílums com Bacteroidetes, que podria estar relacionat amb l’augment observat en l’eficiència Coulòmbica de 0,27% a 0,53%. Aquest estudi demostra que existeix la possibilitat que els arqueobacteris metanògens com la Methanosarcina sp. juguin un paper important en el funcionament de les MFC en sintròfia amb alguns eubacteris presents a l’ànode, com Pseudomonas stutzeri.