FACULTAD DE INGENIERÍA

ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA AMBIENTAL

“Remoción de Plomo empleando biomasa de Bacillus subtilis en aguas contaminadas de la

quebrada Llaca Puquio, Quiruvilca-2019.”

TESIS PARA OBTENER EL TÍTULO PROFESIONAL DE:

Ingeniero Ambiental

AUTORES:

Br. Castañeda Zavaleta, Kevin Raymond (ORCID: 0000-0001-9552-2634)

Br. Grandez Zoto, Wincler Iban (ORCID: 0000-0001-8772-5204)

ASESOR:

Mg. VIllacorta Gonzalez, Misael Ydilbrando (ORCID: 0000-0001-8772-5204)

LÍNEA DE INVESTIGACIÓN:

Calidad y Gestión de los Recursos Naturales

TRUJILLO – PERÚ
2020
 Dedicatoria

A Dios por darnos la vida, la salud y las fuerzas para cada día salir
adelante, por fortalecernos diariamente en nuestro proceso
formativo, para lograr nuestros objetivos trazados.

A nuestros padres, hermanos quienes nos brindaron su apoyo

siempre, por sus palabras de aliento durante todo el tiempo de
nuestros estudios, por ser nuestros ejemplos de lucha constante y
motivarnos a seguir adelante

ii
 Agradecimiento

En primer lugar, agradecer a Dios por ayudarnos a concluir uno

de nuestros grandes objetivos trazados, asimismo a nuestros
familiares por confiar siempre en nosotros, a pesar de nuestros
errores, alentándonos siempre para seguir adelante y ser
perseverantes, por guiarnos por un buen camino para ser personas
útiles en la sociedad.

Un agradecimiento especial a nuestros docentes quienes, en el

transcurso de nuestra carrera profesional, nos formaron
profesionalmente y como personas, por transmitirnos sus
conocimientos brindándonos ideas positivas, por orientarnos e
incentivarnos a logras nuestros objetivos.

iii
Página del Jurado

iv
Página del Jurado

v
 Declaratoria de Autenticidad

Yo, CASTAÑEDA ZAVALETA, KEVIN RAYMOND, con DNI Nº 72363509, a efecto de

cumplir con las disposiciones vigentes consideradas en el Reglamento de Grados y Títulos de
la Universidad César Vallejo, Facultad de Ingeniería, Escuela de Ingeniería Ambiental; declaro
bajo juramento que toda la documentación que acompaño es veraz y auténtica.

Así mismo, declaro también bajo juramento que todos los datos e información que se presenta
en el presente proyecto de investigación son auténticos y veraces.

En tal sentido, asumo la responsabilidad que corresponda ante cualquier falsedad, ocultamiento
u omisión tanto de los documentos como de la información aportada, por lo cual me someto a
lo dispuesto en las normas académicas de la Universidad César Vallejo.

CASTAÑEDA ZAVALETA, KEVIN RAYMOND

DNI: 72363509

Trujillo 10 de diciembre de 2019

vi
 Declaratoria de Autenticidad

Yo, GRANDEZ ZOTO, WINCLER IBAN, con DNI Nº 47377814, a efecto de cumplir con las
disposiciones vigentes consideradas en el Reglamento de Grados y Títulos de la Universidad
César Vallejo, Facultad de Ingeniería, Escuela de Ingeniería Ambiental; declaro bajo juramento
que toda la documentación que acompaño es veraz y auténtica.

Así mismo, declaro también bajo juramento que todos los datos e información que se presenta
en el presente proyecto de investigación son auténticos y veraces.

En tal sentido, asumo la responsabilidad que corresponda ante cualquier falsedad, ocultamiento
u omisión tanto de los documentos como de la información aportada, por lo cual me someto a
lo dispuesto en las normas académicas de la Universidad César Vallejo.

GRANDEZ ZOTO, WINCLER IBAN

DNI: 47377814

Trujillo 10 de diciembre de 2019

vii
 Índice
Carátula .......................................................................................................................................i
Dedicatoria .................................................................................................................................ii
Agradecimiento ........................................................................................................................ iii
Página del Jurado .....................................................................................................................iv
Declaratoria de Autenticidad ..................................................................................................vi
Índice....................................................................................................................................... viii
RESUMEN ................................................................................................................................. x
ABSTRACT ..............................................................................................................................xi
I. INTRODUCCIÓN .............................................................................................................. 1
II. MÉTODO ...................................................................................................................... 11
2.1. Tipo y Diseño de Investigación .................................................................................... 11
2.2. Operacionalización de variables .............................................................................. 12
2.2.1. Variables .................................................................................................................... 12
2.3. Población, muestra y muestreo ................................................................................ 14
2.3.1. Población: ............................................................................................................ 14
2.3.2. Muestra: ............................................................................................................... 14
2.3.3. Unidad muestral:.................................................................................................. 14
2.3.4. Muestreo: ............................................................................................................. 14
2.4. Técnicas e instrumentos de recolección de datos, validez y confiabilidad ........... 14
2.4.1. Técnicas e instrumentos de recolección de datos: ............................................... 14
2.4.2. Validez y confiabilidad:....................................................................................... 14
2.5. Procedimiento............................................................................................................ 15
Cultivo del Bacillus subtilis ...................................................................................... 15
Recuperación y secado de la biomasa ..................................................................... 15
Tratamiento del agua de la quebrada Llaca Puquio ............................................. 15
2.6. Métodos de análisis de datos .................................................................................... 16
2.7. Aspectos éticos ........................................................................................................... 16
III. RESULTADOS ............................................................................................................. 17
3.1. Análisis inicial de la muestra ................................................................................... 17
3.2. Análisis final de los tratamientos ............................................................................. 17
3.3. Análisis Estadístico ................................................................................................... 19

viii
 3.4. Comparación de Concentración Final de Plomo remanente con el ECA para
agua categoría 3.................................................................................................................... 21
IV. DISCUSIÓN .................................................................................................................. 22
V. CONCLUSIONES ............................................................................................................ 25
VI. RECOMENDACIONES .............................................................................................. 26
REFERENCIAS....................................................................................................................... 27
ANEXOS................................................................................................................................... 34

ix
 RESUMEN

La presente investigación tuvo como objetivo “Determinar la remoción de plomo mediante la

variación de la concentración de biomasa de Bacillus subtilis, velocidad de agitación y pH en
aguas contaminadas de la quebrada Llaca Puquio - Quiruvilca, 2019.” En la sierra Liberteña la
minería informal viene siendo desarrollada de manera exhaustiva, representando un grave
problema, ya que los residuos que desechan, son arrojados directamente al ambiente
contaminando las aguas que discurren en ese lugar. Es por ello que se propone un método para
la remoción de Pb mediante el empleo de biomasa a base de Bacillus subtilis. El tipo de estudio
fue cuantitativo, la población estuvo conformada por el agua que discurre en la Quebrada Llaca
Puquio del distrito de Quiruvilca, para la muestra se tomó una muestra representativa de 10 L.,
de la cual se tomó una alícuota de 3 L. Los instrumentos utilizados fueron cuaderno de campo,
fichas técnicas y el protocolo para muestreo de aguas superficiales. El análisis inicial de plomo
realizado a la muestra extraída, presentó una concentración de 0.0986 mg/L de Pb. Después de
aplicar 8 tratamientos con 3 repeticiones cada uno, teniendo como variables la concentración de
biomasa de Bacillus subtilis, velocidad de agitación y pH, teniendo como constante el tiempo
de agitación de 60 minutos y la temperatura ambiente (22 ºC), el valor máximo de Pb que se
alcanzó remover fue 89. 52 % en el tratamiento 5 con (1.3 g/L de biomasa, 200 rpm y pH 4.5).
Los resultados de la concentración final de plomo en las muestras se compararon con el ECA
para agua categoría 3 “riegos de vegetales y bebida de animales” DS Nº 004-2017-MINAM, las
concentraciones están por debajo de los índices establecidos en la normativa (0.05g/L).

Palabras claves: Bacillus subtilis, biomasa, remoción, Plomo.

x
I. INTRODUCCIÓN
Hoy en día la explotación de minerales viene siendo una de las actividades de mayor auge
en nuestro país, la minería representa una de las actividades de mayor envergadura para el
desarrollo de éste, debido al gran aporte económico que de ésta se deslinda; la minería está
fuertemente relacionada al aspecto cultural y económico, generando empleos tanto formales
como informales, y su explotación por lo general puede rayar lo rudimentario y lo artesanal
(Gonzáles y Camprubí, 2010).

La explotación y extracción de estos minerales representan un riesgo significativo si los

procesos que se desarrollan para su obtención no están contemplados dentro de un plan o
programa que oriente a dichas actividades a cumplir ciertas normas de cuidado y protección
ambiental, tal es el caso de la minería informal, que en su afán de extraer todo mineral
valioso, hace caso omiso a las normas que prohíben el uso de ciertos productos y/o la
liberación de sus residuos directamente al ambiente, los cuales de no ser tratados
eficientemente representan impactos devastadores tanto para el hombre como para el
ambiente en que vive, debido a la elevada concentración de metales pesados que estos
contienen (Osores, Rojas y Lara, 2012).

La contaminación del recurso hídrico se considera uno de los más importantes problemas
que afectan a la sociedad, la pérdida de este recurso en los últimos años ha aumentado
notoriamente (Singh et al., 2010), se calcula que alrededor de 2000 millones de metros
cúbicos de agua son contaminados por metales pesados diariamente, por lo que se prevé una
crisis de este recurso en los años próximos, lo que a su vez pone en riesgo el cumplimiento
de uno de los objetivos de Desarrollo del Milenio de la Organización de Naciones Unidas
(ONU-DAES, 2005-2015)

Los metales pesados están vinculados ya sea directa o indirectamente en casi todas las
actividades humanas, elevando así la concentración de iones metálicos que ya se encuentran
presentes de manera natural en el ambiente, la acumulación y biomagnificación de estos
metales pesados representa un problema ambiental ya que estos afectan a toda la cadena
trófica en un ecosistema (Casamorin, Bennett y Dedeles, 2014). Los metales pesados bajo
su forma iónica son vertidos a ríos y mares provenientes de industrias como de curtiembre,

1
fotográfica, pigmentos, plásticos, de baterías y metalúrgica sin el debido control ambiental
(Chuquilín y Rosales, 2016).

En la mayoría de los países de América Latina se está suscitando el problema de

contaminación por metales pesados, países como México, Argentina, Chile, Perú y Bolivia
aproximadamente 4 millones de personas ingieren diariamente aguas contaminadas por
arsénico (Reyes et al., 2016). En el Perú existen reportes de la presencia de metales pesados
en sistemas acuáticos, fuertemente vinculados a la deficiente eliminación de los pasivos de
la industria minera (Álvarez y Amancio, 2014).

La deficiente labor de fiscalización por parte de las autoridades competentes ha ocasionado

que la contaminación por metales pesados en cuerpos de agua aumente desmedidamente,
siendo las regiones de Madre de Dios y La Oroya dos de las más afectadas (MINAM, 2010)
y (Osores, Rojas y Lara, 2012). Debido a la saltante problemática en que nuestro país se ve
envuelto, la OMS recomienda el desarrollo de investigaciones de remoción de metales
pesados en aguas contaminadas con dichos metales, por ello el Ministerio del Ambiente
establece Estándares de Calidad Ambiental para Agua y disposiciones complementarias para
su aplicación (Decreto Supremo Nº 004-2017-MINAM), precisando las distintas categorías
de los ECA para agua, siendo la Categoría 3 para riego de vegetales y bebidas de animales
la que se utilizó en el presente estudio (Diario El Peruano, 2017).

En la sierra Liberteña una de las actividades económicas de mayor realce es la minería, en

su gran mayoría informal, la explotación y extracción de minerales por parte de éstas viene
siendo desarrollada de manera exhaustiva, lo que a su vez representa un gran problema, ya
que los residuos que desechan, no son tratados adecuadamente, sino más bien son arrojados
directamente al ambiente sin previo tratamiento, teniendo como consecuencia la
contaminación de los ríos por metales pesados que estos relaves poseen y que son arrastrados
por las fuertes lluvias que en estas zonas se registran, llegando así a las quebradas y ríos
contaminando sus aguas; aguas que río abajo son captados para el riego de cultivos, bebidas
de animales, etc. los mismos que va a parar donde las personas, a medida que la cadena
trófica avanza, significando grandes riesgos para la salud de dichas personas (Diario El
Comercio, 2017). La ANA, en su informe técnico N°068-2016-ANA-ALAMVCH en el

2
monitoreo participativo de calidad del agua de la cuenca Río Moche, La Libertad-Perú
(2016), reportó la presencia de metales pesados en aguas de la cuenca alta del Río Moche
(Quiruvilca - Shorey), entre ellas el plomo, con un valor de 0.06445 mg/L; valor que a la
fecha se ha incrementado por la presencia de minería informal.

La biosorción mediante biomasa microbiana es un término que describe la remoción de

agentes contaminantes de soluciones acuosas (García et al., 2016), por tanto, representa una
alternativa viable tanto por su capacidad de depuración como por el bajo coste que representa
su aplicación, además de ser considerada como una de las tecnologías limpias en la
eliminación de metales pesados (Romero et al., 2007); varios microorganismos han sido
utilizados para fines de biorremediación, tales como bacterias, hongos y micro algas, dichas
especies demostraron ser eficaces en cuanto a la remoción de metales pesados (Cherlys,
Deniles y Angulo, 2014). El uso de biomasa se ha vuelto cada vez más importante en cuanto
se refiere la remoción de metales pesados, debido a su alta capacidad para retener dichos
metales, en comparación con los métodos tradicionales (Solís et al., 2015) e (Iliná, et al.,
2009). La presencia de bacterias, incluso a bajas concentraciones, mejora en gran medida la
eliminación de metales pesados presentes en soluciones acuosas (Wightman y Fein, 2016)

Según TUR-NARANJO et al, (2012) en su investigación “Bioadsorción de plomo (II) por

biomasa microbiana seca, efecto del pH”, se propuso evaluar cuál era el efecto del pH en el
proceso de biosorción de plomo empleando biomasa seca de Bacillus subtilis CCEBI 1032
en soluciones de medio acuoso, en dicha investigación se consideraron tres niveles de pH
4.2; 5.2 y 6.2, así mismo se empleó como material bioadsorbente 0,6 𝑔 . 𝐿−1 de biomasa seca
del microorganismo. El experimento fue realizado bajo agitación y se emplearon zarandas a
150 rpm en un periodo de 1 hora, asimismo la temperatura fue ambiente (32 ºC). La cepa
Bacillus subtilis CCEBI 1032, fue capaz de reducir la concentración hasta 1.66 mg/L de
iones metálicos en un pH de 4.2 unidades alcanzando un 81.3 % de remoción de plomo.

Así mismo, NASSER, Mohamed (2018) en su artículo titulada “Performance of

Streptomyces rimosus biomass in biosorption of heavy metals from aqueous solutions” en
la cual planteó como objetivo de estudio investigar el uso de Streptomyces rimosus la
biomasa como un adsorbente para la eliminación de metales pesados en soluciones acuosas,

3
se propuso analizar el efecto de diversos parámetros del proceso, como el pH, temperatura,
velocidad de agitación, dosis del adsorbente, tiempo de exposición de la bacteria,
concentración inicial de los iones metálicos, entre otros factores. En el documento también
evaluó la diferencia cinética, equilibrio y modelos termodinámicos. Se determinó que los
factores de estudio afectan la biosorción en diversos grados, como por ejemplo para el efecto
de la dosis del adsorbente el incremento en la concentración de la biomasa por lo general,
va a aumentar el porcentaje de soluto biosorbido, generando una mayor área superficial del
biosorbente aumentando la cantidad de lugares de unión, asimismo verificó que
proporcionar una velocidad de agitación adecuada en un proceso de biosorción por lotes es
importante para superar la transferencia de masa externa, sin embargo, se concluyó que el
factor pH es el principal que influye en la biosorción. La adsorción de metales pesados fue
descrita por isoterma de Langmuir, que expresa la existencia de adsorción monocapa,
asimismo se comprobó que el intercambio iónico desempeñó el papel principal en el
mecanismo de adsorción del metal.

REYES et al, (2016) en su artículo científico, “contaminación de metales pesados:

implicaciones en salud, ambiente y en la seguridad alimentaria” tuvo como objetivo abordar
los principales problemas por la presencia de contaminación generados por Hg, Pb, Cd, As
en el ambiente, así como también en alimentos, asimismo señala una descripción acerca de
las fuentes de exposición y contaminación en los seres vivos, en la cual nos explica sobre la
problemática que hoy en día estamos viviendo a causa de la contaminación de los recursos
hídricos por los metales pesados; entre ellos el plomo y cadmio en Colombia, ya que estos
no solo afectan al medio ambiente sino que gracias a su capacidad de persistir y a su vez la
facilidad del medio para movilizarse, estos se introducen a largo plazo en la cadena trófica
de los seres humanos de esta manera ponen en riesgo la salud, por lo que a causa de ello nos
indica que la alta concentración de los mencionados elementos químicos en el río Bogotá es
una preocupación latente ya que dichas aguas se emplean para el riego de los cultivos entre
ellos la lechuga, repollo y brócoli, alimentos que son distribuidos en supermercados y plazas,
en la cual las concentraciones de los metales están al límite de las normativas local y de la
normativa peruana por lo que evidencia el riesgo tanto a la salud y de la seguridad

4
alimentaria ya que por su alta toxicidad, el impacto que ocasiona por exposición durante un
periodo prolongado o por bioacumulación resulta alarmante.

VERDUGO, José (2017) en su tesis “Bioadsorción de iones de plomo y cromo procedentes

de aguas residuales utilizando la cáscara de mandarina (Citrus reticuata Var. Clementina)”
de la Universidad Politécnica Salesiana, Cuenca: Ecuador, se planteó como objetivo
determinar la capacidad de bioadsorción de metales pesados como plomo y cromo los cuales
se encontraban en aguas residuales utilizando la cáscara de mandarina como bioadsorbente.
La metodología utilizada para la obtención del bioadsorbente fue la siguiente, se utilizó sólo
la cáscara que estaba en buenas condiciones, con un adecuado grado de madures. Se
procedió a lavar la cáscara empleando agua destilada a una temperatura ambiente con una
agitación por un periodo de 30 minutos, el mismo procedimiento se repitió por tres veces
con el objetivo de eliminar las impurezas y los compuestos solubles presentes las cuales
pueden inferir en el proceso de bioadsorción, por otro lado, el secado de la muestra se realizó
en una estufa Memmert, la temperatura empleada fue 60 ºC por un periodo de 3 días para
lograr obtener un peso constante. Como resultados nos explica que la remoción de Pb fue
de 71% con un pH de 4 unidades, empleando cáscaras de mandarina de 0.3 mm de diámetro,
asimismo verifico que ambos modelos tanto el de Freundlich como el de Langmuir se
ajustan a los datos experimentales obteniendo para Pb, la capacidad de bioadsorción de la
cáscara de mandarina de 39.68 mg/g por lo que este bioadsorbente si puede ser empleado
para la remoción de Pb.

Así mismo, GUTIERREZ, Susana (2015) en su tesis doctoral en ciencias bilógicas “Estudio
de la bioadsorción de Cadmio y Plomo con biomasa de Serratia marcescens M8a-2T, a Nivel
de Laboratorio” se propuso diseñar un proceso biotecnológico de biorremediación de Cd y
Pb. En su metodología empleada para determinar la concentración adecuada de biomasa
emplearon 50 ml de soluciones de Pb (𝑁𝑂3 )2 y (𝑆𝑂4 )2, las concentraciones finales
utilizadas fueron de 100 ppm de Pb y Cd, por otro lado el pH fue ajustado a 3 unidades, para
luego agregar suficiente biomasa seca para lograr alcanzar 0.01, 0.1 y 1 mg/ml de
concentración final, asimismo las agitaciones se mantuvieron a 120 rpm en un periodo de
una hora a temperatura ambiente. Posteriormente fueron centrifugados a 5000 rpm por un
tiempo de 30 minutos. Vale señalar que el sobrenadante fue filtrado empleando una

5
membrana de acetato de célula de poro 0.45 m de diámetro. Posteriormente los filtrados
fueron colocados en frasco de plástico a 4 °C para su lectura en el espectrofotómetro de
absorción atómica, ya que permite medir la concentración de Pb y Cd, el experimento fue
realizado por duplicado, donde señala como resultado de la investigación que después de los
análisis necesarios en soluciones acuosas de 100 ppm de Pb y otros 100 ppm de Cd con una
concentración de biomasa seca de 1 mg/mL se logró una remoción del 93.93% de plomo y
99.96% de Cadmio respectivamente a un pH de 3 unidades.

SANGA, Javier (2016) en la tesis “biosorción de Plomo por biomasa inactiva de bacterias
aisladas en sedimentos de lixiviados del botadero de Haquira - Cusco,” propuso como
objetivo optimizar parámetros y evaluar el proceso de remoción de Pb en aguas simuladas
por medio de biomasa inactiva bacteriana actuando como sorbente, las cuales fueron
obtenidas a partir de cepas con mayor resistencia al Pb. El trabajo consistió en aislar cepas
resistentes con concentraciones de 93.8 mg/L de Plomo (BMA 01, BMA 02, BM 03, BMA
04 BMA 05) de las cuales la primera pertenecía a cocobacilos y las restantes a bacilos. Las
cepas fueron sometidas a diferentes concentraciones de Pb para la evaluación de su
resistencia al metal, la cepa BMA 04 fue la seleccionada ya que presentaba mayor
resistencia. La prueba de biosorción se llevó acabo a escala de laboratorio, para ello se
utilizaron frascos que contenían soluciones acuosas de Plomo con el biosorbente bacteriano
a condiciones de agitación de 130 rpm y temperatura de 18 ºC. Para la determinación del
Plomo residual se utilizó el método de espectrofotometría de absorción atómica. Como
resultados menciona que los parámetros óptimos para la remoción de Plomo fueron a una
concentración de biomasa de 1g/L, pH 5 y a un tiempo de 180 minutos, alcanzando remover
95,27% de Plomo.

Por otro lado, GONZALO, Alejandro y GUERRA, Julio (2016) en la tesis “influencia de
velocidad de agitación y temperatura para la adsorción de plomo y Zinc empleando cáscara
de plátano (Musa Sapientum), en aguas residuales del laboratorio de análisis químico,”
propuso como objetivo elaborar un filtro de polvo de cáscara de plátano, en la que empleó
2 kg de cáscara, la cual se secó por 9 horas a una temperatura de 90 °C, para luego ser
pulverizada y tamizada en mallas de 10, 100 y 200 m, la cual fue trabajada con 2 muestras
a temperaturas de (35, 50, 65, y 80 °C), y velocidad de agitación de (50 y 80 rpm), reportando

6
que los mayores resultados de remoción de plomo se dieron a 80 rpm y 80 °C, en los cuales
alcanzaron una remoción de plomo de 79.76 % y 66.37% de Zinc.
Las actividades humanas, a través de procesos industriales, agrícolas y minería artesanal
causa la degradación de la calidad de las aguas superficiales, lo que genera problemas por
falta de conciencia ambiental y por ende contaminan al medio ambiente (Morosanu et al.,
2017).
Los estudios muestran que los metales pesados que tienen una mayor toxicidad son el
Cobre, Cadmio, Mercurio, Cromo, Níquel, Zinc y Plomo. La preocupación de estos tóxicos
radica porque son acumulativos, siendo más dañino a medida que estos asciende en la cadena
evolutiva hacia el hombre, por ende, se han encontrado diferentes efectos físicos en la salud
del ser humano como por ejemplo malestares crónicos, complicaciones en la sangre,
asimismo se han detectado efectos mentales como sensaciones de ansiedad, conducta pasiva
entre otros (Mapama, 2018).

Por otro lado en el ámbito acuático, se conoce que los contaminantes más preocupantes son
la presencia de metales pesados ya que provocan afectaciones en los organismos sensibles,
ejemplo de ello es la inhibición de la fotosíntesis en el fitoplancton, la inhibición del
crecimiento y desarrollo del zooplancton y de los primeros estadíos de desarrollo de otras
formas de vida, bajo la influencia a causa de la contaminación por los metales pesados
únicamente tienen la capacidad de sobrevivir organismos de una resistencia particular.
Asimismo, vale decir que las bacterias presentan genes las cuales les permiten trasportar los
metales en forma de nutrientes para el crecimiento de éstas, así como también el
mantenimiento de equilibrio intracelular (Carpio, 2017).

Los metales pesados en los fondos de los ríos pueden causar varios efectos en la calidad del
agua; Debido a esto, la capacidad de acumular metales, los niveles de toxicidad y la
estabilización de metales en sedimentos se han considerado como un índice de
contaminación de un territorio (Copaja, 2018).

El Plomo es conocido como un metal pesado cuyo símbolo es (Pb), elemento químico
básico, que al combinarse con otras sustancias químicas produce diferentes compuestos
comerciales. Por otro lado, el Pb tiene un color gris azulino, existiendo de manera natural

7
en cantidades pequeñas, asimismo se calcula la presencia de un 0.00002 % en la corteza
terrestre (Alvarado y Gómez, 2013).

A causa de estas problemáticas de los metales pesados surgió la biorremediación que es un

proceso en la que se emplean microorganismos o enzimas que son producidas por estos para
la transformación o degradación de contaminantes tóxicos en el medio ambiente. La
biorremediación es considerada una estrategia biológica que depende de las propiedades
catabólicas que presenta cada microorganismo, ya que emplean contaminantes que les
permite desarrollarse, asimismo por lo general, la extracción de metales empleando
microorganismos es atribuida a sus carbohidratos, proteínas y componentes fenólicos las
cuales contienen grupos de fosfato, carboxilo, hidroxilo, sulfatos y amino, ya que presentan
una afinidad por los iones metálicos, haciendo más fácil su captación (Tejada, 2015).

Por lo cual múltiples investigaciones han sido descritas empleando cepas de bacterias y
hongos para el tratamiento de agua y suelo contaminados por metales. Asimismo, diferentes
estudios han evidenciado que levaduras, bacterias, y hongos pueden sobrevivir, adaptarse
logrando desarrollar capacidades de extracción de metales como cobre, cadmio, níquel,
plomo y zinc (Carpio, 2017). Por lo tanto, la presencia de metales pesados en el medio
ambiente supone una grave amenaza para la salud humana es por ello que la remediación de
este problema utilizando microorganismos ha sido ampliamente investigado para encontrar
una solución sostenible (Bano et al., 2018).

Por otro lado, la adsorción es una operación que consiste en separar un elemento
(absorbible), que se encuentre en la solución liquida o de gas, por un sólido (adsorbente), y
el instante en que el elemento absorbible es capturado por la superficie del sólido, este se
convierte en adsorbato. Por lo tanto, la adsorción supone el incremento de la concentración
del adsorbato componente en la superficie del sólido adsorbente por ende la disminución de
la concentración de dicho componente en la solución líquida en la que se encuentra
(Mestanza, 2012).

La remoción es el proceso que describe la adsorción, mediante la cual se extrae materia de

una fase y se concentra sobre la superficie de otra. La sustancia que se concentra en la
superficie se llama “adsorbato” y la fase sobre la que se da el proceso “adsorbente”; en este

8
proceso debe existir afinidad del adsorbente por los adsorbatos, con el fin de que estos
últimos sean transportados hacia el sólido, donde van a ser retenidos (Dabrowski, 2001).

Los principales factores que afectan en la adsorción de los metales pesados son: El pH,
numerosos estudios demuestran que la biosorción depende fuertemente del pH su valor en
solución acuosa juega un papel crucial en la adsorción de iones de metales debido a la
adsorción competitiva de iones de hidrógeno (𝐻 +) e iones metálicos. 𝐻 + puede ionizar el
grupo funcional, en consecuencia, afectar a la capacidad de adsorción del adsorbente a los
iones metálicos (Yayuan, H et al., 2019); asimismo, el efecto del tiempo de contacto es un
parámetro importante que afectan la eficiencia de biosorción ya que evalúa la capacidad de
eliminación del metal por ende se puede realizar estudios de cinética de adsorción para
obtener información sobre el tiempo de contacto necesario para establecer el equilibrio
(García et al., 2016).

Por otro lado, la dosis de biomasa es un parámetro importante que determina la tasa de
absorción y la capacidad de adsorción para una concentración inicial dada, el índice de
adsorción por lo general aumenta significativamente con el aumento de la concentración del
biosorbente debido a una mayor área superficial, que a la vez incrementa el número de sitios
de unión (Guangming et al., 2015), asimismo la velocidad de agitación es importante en el
proceso de adsorción ya que proporcionar una velocidad de agitación adecuada en un
proceso, permite superar la transferencia de masa externa por lo que el efecto de la velocidad
de agitación en la adsorción debe ser investigado (Nasser, 2018).

Bacillus subtilis es una bacteria aerobia Gran positiva, comúnmente se encuentra en el suelo,
esta bacteria tiene la habilidad de formar una resistente endospora protectora, permitiéndole
tolerar condiciones ambientales extremas. La pared celular del Bacillus subtilis está
compuesto de peptidoglucano y ácido teicoico, asimismo posee los grupos funcionales
carboxilo, fosfato, hidroxilo y amino, por otro lado, la pared celular de Bacillus subtilis y
muchas otras bacterias Gram positivas proporcionan a la bacteria un saco rígido y protector
interpuesto entre la célula y su entorno. Cuando se cultiva en presencia de fosfato y
magnesio, las bacterias producen paredes que consisten principalmente en ácido teicoico y
peptidoglucano, todos los materiales solubles y coloidales, tales como nutrientes orgánicos

9
y metales esenciales, deben entrar en contacto y filtrarse a través de la sustancia de la pared
antes de acceder a la membrana plasmática (G. Wightman y B. Fein, 2005).

Siendo conocedores de la problemática que se viene atravesando en la sierra Liberteña a

causa de la contaminación constante por metales pesados por parte de los relaves de minerías
informales es que surge la pregunta ¿Cuál es el efecto de la concentración de biomasa de
Bacillus subtilis, velocidad de agitación y variación del pH en la remoción de plomo en
aguas contaminadas de la quebrada Llaca Puquio?, el presente trabajo busca contribuir con
una alternativa de solución positiva, económica y eficiente ante la actual contaminación por
metales pesados que se viene dando en la quebrada Llaca Puquio, debido a la actividad
minera informal que allí se desarrolla, mediante la aplicación de biomasa de Bacillus subtilis
y su amplia capacidad de adsorción, la misma que puede ser utilizada in situ, pudiendo así
revertir en cierto modo la latente problemática que existe en dicho lugar.

Por consiguiente, la presente investigación tiene como objetivo general “Determinar la

remoción de plomo mediante la variación de la concentración de biomasa de Bacillus
subtilis, velocidad de agitación y pH en aguas contaminadas de la quebrada Llaca Puquio -
Quiruvilca, 2019.” Para ello como objetivos específicos se plantea realizar un análisis de
plomo inicial, para conocer la concentración de dicho contaminante antes de realizar los
tratamientos, determinar si la biomasa a base de la bacteria Bacillus subtilis es eficaz en la
remoción de plomo; determinar en cuál de los tratamientos hay mayor remoción de plomo
así mismo comparar los resultados obtenidos con el ECA para agua categoría 3 “riego de
vegetales y bebida de animales” DS Nº 004-2017-MINAM.

Por otro lado, en la presente investigación se propuso como hipótesis lo siguiente:

𝑯𝟏 = La variación de la concentración de biomasa de Bacillus subtilis, velocidad de

agitación y pH, tiene efecto en la remoción de plomo en aguas contaminadas de la quebrada
Llaca Puquio - Quiruvilca, 2019.

𝑯𝟎 = La variación de la concentración de biomasa de Bacillus subtilis, velocidad de

agitación y pH no tiene efecto en la remoción de plomo en aguas contaminadas de la
quebrada Llaca Puquio - Quiruvilca, 2019.

10
II. MÉTODO
2.1. Tipo y Diseño de Investigación

La presente investigación es cuantitativa ya que según Hernández Sampieri et al, (2010,

p.46), es aquella en la cual se usa la recolección de datos para probar hipótesis, con base
en la medición numérica y el análisis estadístico, para establecer así patrones de
comportamiento y probar teorías. El diseño de investigación es experimental, porque el
tratamiento que corresponde a la variable independiente han sido manipulados por el
investigador con la finalidad de garantizar en control y poder determinar con claridad la
relación de causa- efecto que sucede en la variable independiente (Tam et al., 2008).

Donde:

O1: Análisis de agua sin aplicar el estimulante.

X: Estimulante (Biomasa de Bacillus subtilis, velocidad de agitación y pH)

O2: Análisis de agua después de agregado el estimulante.

El estudio contó con 8 tratamientos, los cuales se detallan en la tabla 1:

Tabla 1. Tratamientos experimentales.

Remoción de Pb (%)
Concentración Velocidad de
Tratamiento pH Repeticiones
de Biomasa (g) agitación (rpm)
1 2 3
1 + + +
2 - + +
3 + - +
4 - - +
5 + + -
6 - + -
7 + - -
8 - - -
Fuente: Elaboración propia.

11
Donde:

[ + ]: 1.3 𝑔/𝐿
Concentración de Biomasa:
[ - ]: 0.8 𝑔/𝐿
+: 200 rpm
Velocidad de Agitación (Va):
- : 100 rpm
+: 5.5
pH:
- : 4.5

2.2. Operacionalización de variables

2.2.1. Variables
- Independiente:
Biomasa de Bacillus subtilis (en sus dimensiones: Concentración, velocidad de
agitación y pH de la solución)
- Dependiente:

Remoción de plomo

12
 Tabla 2. Operacionalización de variables.

Variable Dimensiones Definición Conceptual Definición Operacional Indicador Escala

Es una bacteria La dosis de biomasa es un parámetro Se realizó siguiendo la
Concentración
Gram positiva, importante que determina la tasa de metodología descrita por Tur-
de biomasa de
que en su pared absorción y la capacidad de adsorción para Naranjo (2013):
Bacillus gr/L De razón
celular tiene los una concentración inicial dada (Guangming -Cultivo de Bacillus subtilis.
subtilis en la
grupos et al., 2015). -Recuperación y secado de la
solución.
funcionales: biomasa.
carboxilo, La velocidad de agitación es un parámetro
V.I. Se utilizó un agitador magnético y
fosfato, Velocidad de importante, ya que de éste depende el que se
una pastilla de agitación magnética Del
hidroxilo y agitación de la pueda superar la transferencia de masa Rpm
Bacillus ajustado a las velocidades intervalo
amino los cuales solución. externa y el aumento de la capacidad de
subtilis requeridas.
facilitan la adsorción de la biomasa (Nasser, 2018).
adsorción de La remoción depende fuertemente del pH su
metales pesados valor en solución acuosa juega un papel
El pH, fue medido con un pH-
(G. Wightman y pH de la crucial en la adsorción de iones de metales Del
metro marca HANNA Unidad
B. Fein, 2005) solución. debido a la adsorción competitiva de iones de intervalo
INSTRUMENTS.
hidrógeno e iones metálicos (Yayuan, H et
al., 2019.
Se realizaron análisis de absorción
V. D. % de
Es el proceso que describe la adsorción, mediante la cual se extrae materia de una atómica antes y después de aplicar los De
Remoción remoción
fase y se concentra sobre la superficie de otra (Dabrowski, 2001). tratamientos, para determinar la Razón
de plomo de plomo.
cantidad de contaminante removido.

13
2.3. Población, muestra y muestreo
2.3.1. Población:
En el presente estudio la población estuvo conformada por el agua que
discurre en la quebrada Llaca Puquio del distrito de Quiruvilca, provincia
de Santiago de Chuco - La Libertad.
2.3.2. Muestra:
Se tomó una muestra representativa de 10 L., de la cual se tomó una alícuota
de 3 L. Para realizar los distintos tratamientos, la procedencia de la muestra
fue del pueblo de Quiruvilca en las coordenadas:

X= 795399.567 mE
Y= 9114448.295 mS

2.3.3. Unidad muestral:

La unidad muestral en el presente estudio fue un matraz Erlenmeyer de 125
ml conteniendo 80 ml de agua a tratar.
2.3.4. Muestreo:
El punto de muestreo fue elegido acorde a la accesibilidad a la quebrada
Llaca Puquio.
Se tomó en cuenta el protocolo para muestreo de aguas superficiales según
la Resolución Jefatural Nº 010-2016-ANA. (ver anexo 4, figura 9)
2.4. Técnicas e instrumentos de recolección de datos, validez y confiabilidad
2.4.1. Técnicas e instrumentos de recolección de datos:
En la presente investigación se utilizó técnicas como la observación,
revisiones bibliográficas y experimentación, así mismo como instrumento
se hizo uso del protocolo para muestreo de aguas superficiales del ANA,
cuaderno de campo, fichas técnicas, en donde fue vaciada la data obtenida.
2.4.2. Validez y confiabilidad:
La Resolución Jefatural Nº 010-2016 ANA, que valida el Protocolo
Nacional para el Monitoreo de la Calidad de los Recursos Hídricos
Superficiales.

14
2.5. Procedimiento
➢ Cultivo del Bacillus subtilis
✓ Con el fin de adquirir mayor cantidad de biomasa, se realizó un pre-inóculo
a partir de la cepa de Bacillus subtilis, para la cual se partió de la incubación
de una muestra fresca a un tiempo de 24 horas y se inoculó 300 mL de caldo
nutritivo BHI (Infusión cerebro-corazón) estéril (3 frascos de 100 ml cada
uno) contenido en frascos de vidrio de 250 ml. Los cultivos se incubaron
durante 24 h a 150 rpm y 32 ºC, a un pH de 7.4 unidades respectivamente.
✓ Posteriormente, se tomó la solución preparada inicialmente y se sembró en
un biorreactor de 5000 mL, conteniendo los 3000 mL de caldo nutritivo BHI
estéril preparado anteriormente. El cultivo se dejó 5 días en agitación
continua de 150 rpm, a 32 ºC (Tur-Naranjo et al., 2012)
➢ Recuperación y secado de la biomasa
✓ El cultivo se centrifugó a 4000 rpm a un tiempo de 10 minutos, el precipitado
se procedió a lavar 3 veces con agua destilada para la eliminación de residuos
propios del medio.
✓ El secado de la biomasa se realizó en una estufa a temperatura de 80 ºC
alrededor de 10 horas hasta obtener un peso constante. Luego se procedió a
polvorizarla en un mortero, la biomasa seca polvorizada se conservó en
bolsas ziploc herméticamente cerradas (Tur-Naranjo et al., 2012)
➢ Tratamiento del agua de la quebrada Llaca Puquio
✓ Una vez obtenida la muestra se realizó un análisis de plomo, el cual nos
permitió determinar las condiciones iniciales del agua de la quebrada Llaca
Puquio.
✓ Las muestras de agua a tratar se repartieron en 24 matraces erlenmeyer de
125 ml, conteniendo 80 ml de la muestra para cada tratamiento, la dosis de la
biomasa seca de Bacillus subtilis, la velocidad de agitación y el pH, fueron
los indicados en el diseño de investigación. (tabla 1)
✓ El pH de las soluciones a tratar fue ajustado a las unidades seleccionadas (4.5
y 5.5), utilizando HCL 0.01N y NaOH 0.01N según requiera.
✓ Para la velocidad de agitación se utilizó un agitador magnético y una pastilla
de agitación magnética, todos los tratamientos se realizaron durante 60
minutos, a temperatura ambiente.

15
 ✓ Una vez culminado el proceso de agitación, se procedió a centrifugar los
tratamientos durante 10 minutos a 4500 rpm, con el fin de separar los sólidos
en suspensión. Posteriormente se filtró dichas muestras usando filtros de 0.22
µm, con la intención de retener cualquier partícula que pueda interferir en el
análisis final.
✓ Finalmente se procedió a realizar los análisis respectivos de
espectrofotometría de absorción atómica de los tratamientos para determinar
el porcentaje de plomo removido por la biomasa de Bacillus subtilis.

2.6. Métodos de análisis de datos

Luego de obtenida la data que arrojaron los distintos tratamientos, se procedió a

analizarlos a través del Software estadístico SPSS, se utilizó Shapiro Wilk (prueba
de normalidad) para comprobar que los resultados de cada tratamiento presenten
un comportamiento de distribución normal, también se realizó la prueba de
Levene, a fin de evaluar la supuesta igualdad de varianzas existente en los valores
de los distintos tratamientos; con estos 2 análisis como prerrequisito, se procedió a
elaborar el análisis de varianzas ANOVA, con el fin de determinar la varianza que
existe dentro de los valores que registró cada tratamiento; y por último, se
desarrolló la prueba HSD Tukey para hallar cuál de los tratamientos fue el que
más plomo logró remover.

2.7. Aspectos éticos

Para la realización del presente proyecto se recopiló información de distintas

fuentes bibliográficas, estudios que ya han sido desarrollados por sus respectivos
autores, los cuales han sido debidamente citados tal y como lo exige la norma.
Además, en este estudio por ser de carácter experimental, se obtuvieron datos y
resultados que están disponibles para futuras investigaciones, por lo que los
autores manifestamos que la data obtenida en esta investigación es real, fehaciente
y libre de cualquier manipulación y/o alteración de datos.

16
III. RESULTADOS
3.1. Análisis inicial de la muestra

Con el objetivo de conocer la concentración inicial del contaminante presente en el

agua a evaluar, y mediante el método de absorción atómica se realizó un análisis
inicial de la muestra.

Tabla 3. Análisis inicial de concentración de Plomo.

Determinaciones Unidades Resultado

Plomo (Pb) Pb mg/L 0,0986
Fuente: Elaboración propia.

La tabla 3 muestra el resultado obtenido del análisis inicial de Plomo presente en

aguas de la quebrada Llaca Puquio, considerando que dichas aguas son captadas río
abajo para riego de cultivos y bebida de animales, nos indica que la concentración de
dicho contaminante supera lo establecido por el ECA para agua categoría 3 “riego de
vegetales y bebida de animales” con respecto a lo indicado en la normativa ambiental
(0.05 g/L) DS Nº 004-2017- MINAM (ver anexo 4, tabla 13)

3.2. Análisis final de los tratamientos

El cálculo de la concentración final de los distintos tratamientos se realizó mediante

absorción atómica, 8 fueron los tratamientos sometidos a este análisis,
combinándose: Concentración de biomasa, velocidad de agitación y pH, tal como se
indica en la tabla 1; cada tratamiento constó de 3 repeticiones, obteniéndose
finalmente una media de cada tratamiento, resultado que sirvió para el cálculo del
porcentaje de remoción y la comparación con la concentración inicial; con ello la
selección del tratamiento en el que se logró la máxima remoción de plomo.

17
Tabla 4. Cálculo de concentración final de Pb remanente, removido y porcentaje de
remoción.

Velocidad Cc
Cc de Pb Pb % de
de inicial
Tto. biomasa pH remanente removido remoción de
agitación de Pb
(g/L) (mg/L)** (mg/L) Pb (mg/L)
(rpm) (mg/L)
1 1,3 200 0,029 0,069 70,25
2 0,8 200 0,040 0,058 59,09
5,5
3 1,3 100 0,031 0,068 68,90
4 0,8 100 0,043 0,056 56,39
0,0986
5 1,3 200 0,010 0,088 89,52
6 0,8 200 0,019 0,079 80,39
4,5
7 1,3 100 0,014 0,085 85,80
8 0,8 100 0,023 0,076 77,01
**. Promedio obtenido de las 3 repeticiones (anexo 1, tabla 7)
Fuente: Elaboración propia.

La tabla 4 muestra los tratamientos aplicados a cada una de las muestras; así como
también las medias de plomo remanente a partir de las 3 repeticiones aplicadas a cada
tratamiento; también muestra la cantidad de plomo removido en cada uno de ellos, así
como el porcentaje de remoción que estos representan; se observa también que todos
los resultados obtenidos alcanzaron una remoción superior al 50 % de la concentración
inicial de plomo, tal como lo muestra la figura 1.

Figura 1. Gráfico de medias de concentración final de Pb remanente, removido y

porcentaje de remoción.
Fuente: Elaboración propia

18
3.3. Análisis Estadístico
3.3.1. Prueba de Normalidad
La prueba de normalidad se realizó a la variable de respuesta Porcentaje de
Remoción de Plomo; de acuerdo con la prueba aplicada y con un nivel de
confiabilidad de 95%, se afirma que los datos de la remoción de plomo según la
“variable independiente” Tratamientos presentan una distribución normal, dado
que el valor de significancia obtenido fue p>0.05, tal como se muestra en el anexo
2, tabla 9.

3.3.2. Prueba de homogeneidad de varianzas de error

Los resultados del test de Levene para homogeneidad de varianzas arrojaron
como resultado el valor (p>0.05), con lo cual se asume que las varianzas entre los
grupos a comparar son iguales, o muy parecidas. (Véase Anexo 2, tabla 10).

Cumpliendo con estos 2 pre-requisitos para aplicar pruebas paramétricas; se

procedió a realizar el análisis (ANOVA) de un factor.

3.3.3. Análisis de varianza ANOVA

Para realizar el análisis ANOVA, se propuso las siguientes hipótesis:
𝐻0 : Los tratamientos de (Concentración de biomasa (g), velocidad de agitación
(rpm) y pH; no tienen efecto en la remoción de plomo.
𝐻1 : Los tratamientos de (Concentración de biomasa (g), velocidad de agitación
(rpm) y pH; tienen efecto en la remoción de plomo.
En la tabla 11 del anexo 2, con una confiabilidad del 95% se muestran los
resultados del análisis ANOVA; que indica la existencia de diferencia
significativa entre al menos 2 de los 8 tratamientos realizados en el porcentaje de
remoción de Pb; es así que se acepta 𝐻1 .

3.3.4. Comparaciones múltiples HSD TUKEY

En la tabla 12 del anexo 2, se muestran las múltiples comparaciones que se
realizaron para determinar diferencia significativa entre cada tratamiento por
pares a un nivel de significancia de 0,05.

19
 3.3.5. Subconjuntos homogéneos de HSD Tukey para el porcentaje de remoción
de Pb.
Tabla 5. Subconjuntos homogéneos de HSD Tukey para el porcentaje de remoción de
Pb.

PORCENTAJE DE REMOCION DE PLOMO

Subconjunto para alfa = 0.05
TRATAMIENTOS N
1 2 3 4 5
T4 3 56,3867
T2 3 59,0933
T3 3 68,9000
T1 3 70,2500
HSD Tukey T8 3 77,0133
T6 3 80,3900 80,3900
T7 3 85,8033 85,8033
T5 3 89,5200
Sig. ,786 ,993 ,571 ,108 ,461
Se visualizan las medias para los grupos en los subconjuntos homogéneos.
a. Utiliza el tamaño de la muestra de la media armónica = 3,000.
Fuente: Elaboración propia/ Estadístico SPSS

En la tabla 5 de HSD Tukey se tiene la formación de 5 subconjuntos homogéneos;

donde el subconjunto 5 conformado por los tratamientos T7 y T5 son los que presentan
los porcentajes de remoción de Pb más altos (85,80% y 89,52%) respectivamente; a su
vez dichos porcentajes no difieren significativamente entre ambos (P valor>0.05). La
evidencia encontrada sugiere que estos tratamientos resultan ser más eficaces en la
remoción de Pb.

20
 3.4. Comparación de Concentración Final de Plomo remanente con el ECA para
agua categoría 3.

Comparacion Cc final de Plomo con ECA - Agua cat. 3

0.120
0.0986
0.100
0.080
mg/L.

0.060 0.05

0.040 0.029 0.031 0.043

0.019 0.023
0.020 0.010 0.014

0.000
1 3 4 5 6 7 8
Tratamientos

Cc final de Pb (mg/L) ECA (mg/L) Cc inicial de Pb (mg/L)

figura 2. Comparación de concentración final de Plomo remanente con el ECA para agua
categoría 3.

Fuente: Elaboración propia.

La figura 2, nos muestra que todos los tratamientos a los que la muestra fue sometida,
lograron reducir la concentración de plomo ha índices que se encuentran por debajo
de los Estándares de Calidad Ambiental (ECA) para agua categoría 3: “riego de
vegetales y bebida de animales” (0.05 mg/L.) DS Nº 004-2017-MINAM.

21
IV. DISCUSIÓN

En el análisis inicial de plomo realizada a la muestra extraída de la quebrada Llaca

Puquio – Quiruvilca, se obtuvo 0.0986 mg/L de Pb (ver tabla 2); observando que la
presencia de este metal supera los valores establecidos en los Estándares de Calidad
Ambiental (ECA) para agua categoría 3 “riego de vegetales y bebida de animales” 0.05
mg/L DS Nº 004-2017-MINAM (ver anexo 4, tabla 13). En los últimos años se han
reportado valores similares en zonas cercanas a dicha quebrada, pudiendo mencionar los
que obtuvo la ANA en el 2016 (0.06445 mg/L), conforme lo reportó en el INFORME
TÉCNICO N°068-2016-ANA-ALAMVCH durante el monitoreo participativo de
calidad de agua de la cuenca del Río Moche, La Libertad-Perú (ver anexo 4, figura 10).
Una de las causas del incremento de los metales pesados, entre ellos el plomo, en la
cuenca del Río Moche es el aumento de la minería informal a las riveras de la quebrada,
la cual empezó a tomar fuerza con el cierre de la única empresa minera que existía en la
zona (Mina Quiruvilca) a mediados del 2017.

Se ha determinado que la concentración de biomasa de Bacillus subtilis, velocidad de

agitación y pH, si remueven la concentración de plomo de la muestra de agua de la
quebrada Llaca Puquio - Quiruvilca tal como se puede observar en la tabla 4,
considerando como constante el tiempo de agitación (60 minutos) y la temperatura
ambiente (22 ºC), se puede observar que el tratamiento 7 con (1.3 g/L de biomasa, 100
rpm y pH 4.5), y el Tratamiento 5 con (1.3 g/L de biomasa, 200 rpm y pH 4.5), son los
que presentan los porcentajes de remoción de Pb más altos (85,80% y 89,52%)
respectivamente; mientras que en lo tratamientos T4 con (0.8 g/L de biomasa, 100 rpm
y pH 5.5) y T2 (0.8 g/L de biomasa, 200 rpm y pH 5.5) presentan los porcentajes de
remoción de Pb más bajos (56,39% y 59,09%) respectivamente (ver tabla 4). Al nivel
más bajo de pH (4.5), se registraron los mejores resultados en la remoción de Pb, estos
resultados guardan relación con la investigación de Tur-Naranjo et al, (2013), en la cual
utilizaron 3 niveles de pH 4.2; 5.2 y 6.2 unidades, reportando sus mejores resultados a
pH 4.2, donde alcanzaron la remoción del 83.1% de plomo empleando biomasa
bacteriana inerte; coincidiendo con Yayuan, H et al, (2019) en que el pH es el parámetro
más importante a tener en cuenta en el proceso de adsorción para la remoción de metales
pesados, ya que este afecta la solubilidad de los metales, como la actividad de los grupos

22
funcionales en la biomasa, por lo que la interacción de los cationes metálicos con los
sitios de unión de la biomasa es muy sensible a los valores de este parámetro.

Con respecto a la dosis de biomasa de Bacillus subtilis, se alcanzó los mejores resultados
en la remoción de Pb cuando se utilizó la dosis más alta (1.3 g/L), resultado que se
asemeja a lo obtenido por SANGA, Javier (2016) en donde alcanzó remover 95,27% de
Plomo con una concentración de biomasa de 1g/L empleando la cepa BMA 04 bacteria
del género bacillus; concordando con lo expuesto por Guangming et al, (2015), quién
señala que los índices de adsorción aumentan significativamente con el aumento de la
concentración del biosorbente debido a la mayor área superficial, lo que a su vez aumenta
el número de sitios de unión, asimismo la biomasa de Bacillus subtilis posee en sus
paredes celulares compuestos de peptidoglucanos, ácido teicoico y grupos funcionales
de carboxilos, fosfatos, hidroxilos y aminos, los cuales van a facilitar el proceso de
adsorción (G. Wightman y B. Fein, 2005).

De acuerdo a la evaluación estadística (tabla 5), se observa que los porcentajes de

remoción de Pb en los tratamientos 7 y 5, estadísticamente son iguales, ya que el (P
valor>0.05). Haciendo la comparación entre la variación de la concentración de Biomasa
de Bacillus subtilis, velocidad de agitación y pH entre ambos tratamientos (tabla 4), se
puede observar que sólo la velocidad de agitación difiere entre ambos (100 y 200 rpm)
por lo tanto, el factor velocidad de agitación en la presente investigación, fue el que
menor efecto tuvo en la remoción de plomo; coincidiendo con lo indicado por Nasser,
(2018), quien señala que en un proceso de adsorción de metales se debe tener en cuenta
los siguientes factores: Fuerza iónica, temperatura, pH, tiempo de contacto, velocidad de
agitación, dosis del adsorbente, pero afirma que de todos los mencionados el pH es el
factor principal que influye en la remoción de metales pesados.

La figura 2 muestra los resultados de la concentración final de Pb obtenidos por cada

tratamiento lo cual indica que la biomasa de la bacteria Bacillus subtilis tiene capacidad
para la remoción de Pb ya que logró reducir la concentración de este metal. Para Tejada,
(2015) los microrganismos y las bacterias tienen la capacidad de remover metales
pesados, por lo general, la extracción es atribuida a sus carbohidratos, proteínas y
componentes fenólicos las cuales contienen grupos de fosfato, carboxilo, hidroxilo,
sulfatos y amino. Asimismo, Romero et al, (2007) menciona que en los últimos años la
remoción de metales pesados empleando bacterias y microorganismos ha emergido

23
como uno de los métodos más económicos, por tanto, representa una alternativa viable
tanto por su capacidad de depuración como por el bajo coste que representa su aplicación,
además de ser considerada una tecnología limpia en la eliminación de metales pesados.

24
V. CONCLUSIONES

▪ Las aguas de la quebrada Llaca Puquio, en el distrito de Quiruvilca, se encuentran

contaminadas con plomo, presentando una concentración de 0.0986 g/L, debido a la
minería informal que allí se desarrolla.
▪ Se logró determinar que la biomasa de Bacillus subtilis es eficaz en la remoción de
plomo, ya que todos los tratamientos lograron remover más del 50 % de la
concentración inicial de plomo.
▪ El tratamiento en el que se dio el mayor porcentaje de remoción de plomo es el
tratamiento 5 (1.3 g/L de biomasa, 200 rpm y pH 4.5), donde se logró remover el
89.52% de Pb; sin embargo, el tratamiento 7 (1.3 g/L de biomasa, 100 rpm y pH 4.5)
resultó ser el más recomendable, pues se utilizó menos energía que en el tratamiento
5 y se logró remover el 85.80% de Pb; resultados que estadísticamente no difieren.
▪ Todos los tratamientos aplicados lograron reducir la concentración de plomo hasta
índices que se encuentran por debajo de lo establecidos en la normativa ambiental
ECA para agua categoría 3, “riego de vegetales y bebida de animales” DS 004-2017-
MINAM.

25
VI. RECOMENDACIONES
▪ Se recomienda realizar pruebas en las que se someta a los tratamientos a distintas
variaciones de temperatura.
▪ Se recomienda realizar pruebas a concentraciones de Plomo superiores, a fin de
determinar el grado de resistencia del Bacillus subtilis.
▪ Es recomendable que la autoridad competente (ANA, OEFA), realicen monitoreos
con mayor frecuencia en la cuenca alta del Río Moche.

26
REFERENCIAS
ALVARADO, Ana y GOMEZ, Denise. Estudio preliminar de la retención de plomo en agua
a partir de cascara de musa sapientum (banano) utilizadas como filtro. Tesis de grado
(Licenciatura en Química y Farmacia). San Salvador, El Salvador: Universidad de El
Salvador, 2013. 93 p. Disponible en:
http://ri.ues.edu.sv/id/eprint/5104/1/TESIS%20COMPLETA.pdf

ÁLVAREZ, R y AMANCIO, F. Bioacumulación de metales pesados en peces y análisis de

agua del río Santa y de la laguna Chinancocha - Llanganuco periodo 2012 – 2013. Tesis
(Licenciados en Ingeniería Ambiental). Huaraz: Universidad Nacional Santiago Antunez de
Mayolo, Facultad de Ciencias del Ambiente. 2014. 34 pp. Disponible en:
https://biorem.univie.ac.at/fileadmin/user_upload/p_biorem/education/research/publication
s/Theses/Tesis_Alvarez_y_Amancio_2014.pdf

Aprueban Estándares de Calidad Ambiental (ECA) para Agua y establecen Disposiciones

Complementarias. [En línea]. El Peruano. 2017. [Fecha de consulta: 25 de abril de 2019].
Disponible en: https://busquedas.elperuano.pe/normaslegales/aprueban-estandares-de-
calidad-ambiental-eca-para-agua-y-e-decreto-supremo-n-004-2017-MINAM-1529835-2/

ANA. Protocolo Nacional para el Monitoreo de la Calidad de los Recursos Hídricos

Superficiales [En línea]. Resolución Jefatural Nº 010-2016-ANA. Lima 2016. [Fecha de
Consulta: 07 de Octubre de 2019]. Disponible en:
https://www.ana.gob.pe/sites/default/files/publication/files/protocolo_nacional_para_el_m
onitoreo_de_la_calidad_de_los_recursos_hidricos_superficiales.pdf

ANA. Resultado del monitoreo participativo de calidad de agua dela cuenca río Moche, La
Libertad - Perú, 2016. Autoridad Nacional del Agua, Trujillo 2016.

BANO, Anna [et al]. Biosorption of heavy metals by obligate halophilic fungi. Chemosphere
Journal [en line]. Vol.199, Mayo 2018. Pp. 218 - 222, [Fecha de consulta: 07 de Mayo 2019].
Disponible en: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0045653518302455
ISSN = 0045-6535

CASAMORIN, J. BENNETT, R. DEDELES, G. Biosorption of Cd (II) by Yeasts from Ripe

Fruit Peels in the Philippines. (2014) Journal of Health and Pollution: Vol. 4, No. 7, pp. 14-
74. [Fecha de consulta: 01 de Mayo de 2019].

27
Disponible en: https://www.journalhealthpollution.org/doi/pdf/10.5696/2156-9614-4-7.14
ISSN: 2156-9614.

CHERLYS, J. DENILES, M. Angulo, E. Removal of lead, mercury and nickel using the
yeast Saccharomyces cerevisiae. Revista MVZ Córdoba. [En línea]. 2014. Vol. 19, nº 2.
[Fecha de consulta: 02 de mayo de 2019]. Disponible en:
http://www.scielo.org.co/pdf/mvz/v19n2/v19n2a10.pdf

CHUQUILIN, Roberto y ROSALES, Dyana. Estudio De La Biosorción De Cd (Ii) Y Pb (Ii)

Usando Como Adsorbente Nostoc Sphaericum Vaucher. Rev Soc Quím Perú. [En línea].
2016. Vol. 81, nº 1. [Fecha de consulta: 01 de mayo de 2019]. Disponible en:
http://www.scielo.org.pe/pdf/rsqp/v82n1/a06v82n1.pdf

COPAJA, S. V. y MUÑOZ, F. J. Heavy metals concentration in sediment of lluta river

basin. J. Chil. Chem. Soc. [Online]. 2018, vol.63, n.1 [05 de Mayo del 2019], pp.3878-3883.
Disponible en: https://scielo.conicyt.cl/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0717-
97072018000103878&lang=es
ISSN 0717-9707.

CUIZANO, N [et al]. Relevancia del pH en la adsorción de iones metálicos mediante algas
pardas. Rev Soc Quím Perú. [En línea]. 2010. Vol. 76, nº 2. [Fecha de consulta: 02 de mayo].
Disponible en: http://www.scielo.org.pe/pdf/rsqp/v76n2/a02v76n2.pdf

DABROWSKI, A. Adsorption-from theory to practice. Advances in Colloid and Interface

Science [en línea]. Octubre 2001. [Fecha de consulta: 22 Mayo 2019]. Disponible en:
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0001868600000828?via%3Dihub

ISSN: 0001-8686.

DEL CARPIO, Carla. Estudio de la bioadsorción de Pb (II) y Cd (II) usando como biomasa
a escherichia coli aislada de las aguas contaminadas del río Huatanay de la Ciudad del
Cusco. Tesis Para Optar al Grado Académico de DOCTOR EN CIENCIAS Y
TECNOLOGÍAS MEDIOAMBIENTALES, Arequipa, Perú: Universidad Nacional de San
Agustín de Arequipa, 2017. 176 P. Disponible en:
http://repositorio.unsa.edu.pe/bitstream/handle/UNSA/5361/CNDdecajic.pdf?sequence=1
&isAllowed=y

28
FERNÁNDEZ, Magda [et al]. The most influential factors on the adsorption of heavy metals
by dry biomass the K luyveromyces Marxianus CCEBI 2011 [en line]. Vol.38, Mayo 2018,
[Fecha de consulta: 21 de Noviembre 2019]. Disponible en:
http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S2224-61852018000200011
ISSN = 2224-6185.
GARCIA, Rocío [et al]. Biosorption of cd, cr, mn, and pb from aqueous solutions by bacillus
sp strains isolated from industrial waste activate sludge. Revista especializada en Ciencias
Quimicas-Biológicas [en línea]. Vol. 19 Nº 1, Enero–Junio 2016. Pp. 5-14, [Fecha de
consulta: 09 Mayo 2019] Disponible en:
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1405888X16000024

GONZALES, Francisco y CAMPRUBI, Antoni. La pequeña minería en México. Boletín de

la Sociedad Geológica Mexicana [en línea]. 2010 vol. 62, nº 1. pp 100-108 [Fecha de
consulta: 01 de mayo de 2019].
Disponible en: http://www.scielo.org.mx/pdf/bsgm/v62n1/v62n1a6.pdf
ISSN: 1405-3322.

GONZALO, Alejandro y GUERRA, Julio. Influencia de la velocidad de agitación y la

temperatura sobre la adsorción de plomo (Pb) y Zinc (Zn) con cascara de plátano (Musa
Sapientum), en las aguas residuales de laboratorio de análisis químico, Trabajo de titulación
(para Optar el Título Profesional Ingeniero Metalurgista). Trujillo, Perú: Universidad
Nacional de Trujillo, 2016. 86 p.

GUANGMING, Ren [et al]. Characteristics of Bacillus sp. PZ-1 and its biosorption to Pb
(II). Ecotoxicology and Environmental Safety [en línea]. V. 117, Julio 2015. Pp. 141-148,
[Fecha de consulta: 08 de Mayo 2019] Disponible en:
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0147651315001323
ISSN = 0147-6513.

GUTIÉRREZ Moreno, Susana. Estudio de la biosorción de cadmio y plomo con biomasa de

Serratia marcescens M8a-2T, a nivel de laboratorio. Tesis (Doctor en Ciencias Biológicas).
Lima: Universidad Nacional Mayor de San Marcos, Facultad de Ciencias Biológicas, Unidad
de Posgrado. 2015. 99 pp. Disponible en:
http://cybertesis.unmsm.edu.pe/bitstream/handle/cybertesis/4126/Guti%C3%A9rrez_ms.pd
f?sequence=1&isAllowed=y

29
HE, Yayuan [et al]. Efficient removal of Pb (II) from aqueous solution by a novel ion
imprinted magnetic biosorbent: Adsorption kinetics and mechanisms. National Institutes of
Health [en línea]. Vol. 14, Marzo 2019. Pp. 1-17, [Fecha de consulta: 04 de Mayo 2019].
Disponible en:
https://www.researchgate.net/publication/332047056_Efficient_removal_of_PbII_from_aq
ueous_solution_by_a_novel_ion_imprinted_magnetic_biosorbent_Adsorption_kinetics_an
d_mechanisms
DOI = 10.1371journal.pone.0213377.

HÉRNANDEZ, Sampieri; FERNÁNDEZ, Carlos y BAPTISTA, María. Metodología de la

Investigación [en línea]. Quinta edición. México D.F., México: McGRAW-HILL, 2010.
[Fecha de consulta: 11 de mayo de 2019]. Disponible en:
https://www.esup.edu.pe/descargas/dep_investigacion/Metodologia%20de%20la%20invest
igaci%C3%B3n%205ta%20Edici%C3%B3n.pdf

ISBN: 978-607-15-0291-9.

ILINÁ, A [et al.]. Biosorción de arsénico en materiales derivados de maracuyá. Rev. Int.
Contam. Ambient. [En línea]. 2009. Vol. 25, nº 4, pp 201-216. [Fecha de consulta: 02 de
mayo de 2019]. Disponible en: http://www.scielo.org.mx/pdf/rica/v25n4/v25n4a1.pdf

LAVADO, Carmencita y ORE, Franklin. Estudio de la biosorción de plomo divalente de

soluciones acuosas usando biomasa modificada de marlo de maíz (Zea mays). Rev Soc Quím
Perú. [En línea]. 2016. Vol. 82, nº 4. [Fecha de consulta: 02 de mayo de 2019]. Disponible
en: http://www.scielo.org.pe/pdf/rsqp/v82n4/a03v82n4.pdf

MEDALLÍN, Nahum [et al]. Bioadsorción de plomo (II) presente en soluciones acuosas
sobre residuos de fibras naturales procedentes de la industria ixtlera (agave lechuguilla torr.
y Yucca carnerosana (trel.) mckelvey). Revista Internacional de Contaminación Ambiental
[en línea]. Vol. 33 Nº 2: 269-280, 2017. [Fecha de consulta: 05 Mayo 2019]. Disponible en:
https://www.revistascca.unam.mx/rica/index.php/rica/article/view/RICA.2017.33.02.08/46
661
ISSN 0188-4999.

MESTANZA, María. Estudio de materiales adsorbentes para el tratamiento de aguas

contaminadas con colorantes. Tesis doctoral. Madrid, España: Universidad Complutense de

30
Madrid, 2012. 318 p. Disponible en:
http://eprints.ucm.es/15692/1/T33799.pdf

MINAM. (2010). Contaminación Por Mercurio En Madre De Dios (Situación Actual del Río
Madre de Dios). Madre de Dios.

Minería ilegal en La Libertad: Los estragos de El Toro. [En línea]. El Comercio. O2 de enero
del 2017. [Fecha de consulta: 29 de abril de 2019]. Disponible en:
https://elcomercio.pe/peru/la-libertad/mineria-ilegal-libertad-estragos-toro-156768

MOROSANU, Irina [et al]. Biosorption of lead ions from aqueous effluents by rapeseed
biomass. New Biotechnology journal [en línea]. Vol.39, Octubre 2017.pp. 110 - 124, [Fecha
de consulta: 28 de Abril] Disponible en:
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1871678416323809
ISSN = 1871-6784.

Naciones Unidas, ONU-DAES. 2015. Disponible en:

https://www.un.org/spanish/waterforlifedecade/index.shtml

NASSER, Mohamed. Performance of Streptomyces rimosus biomass in biosorption of heavy

metals from aqueous solutions. Microchemical Journal [en línea]. Abril-Mayo 2018.
[Fecha de consulta: 06 Mayo 2019]. Disponible en:
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0026265X18305228
ISSN: 0026-265X.

OSORES, Fernando; ROJAS, Eduardo y LARA, Carlos. Minería informal e ilegal y

contaminación con mercurio en Madre de Dios: Un problema de salud pública. Acta Médica
Peruana [en línea]. Enero - marzo, 2012. Vol. 29, nº 1 [Fecha de consulta: 01 de mayo de
2019]. Disponible en: http://www.scielo.org.pe/pdf/amp/v29n1/a12v29n1.pdf
ISSN: 1728-5917.

REYES, Y [et al]. Contaminación por metales pesados: implicaciones en salud, ambiente y
seguridad alimentaria. Revista Ingeniería, Investigación y Desarrollo [en línea]. Vol. 16 Nº
2, Julio-Diciembre 2016. pp. 66-77, Sogamosa-Boyaca. Colombia. [Fecha de consulta: 02
de Mayo 2019]. Disponible en: https://dialnet.unirioja.es/servlet/articulo?codigo=6096110
ISSN: 2422-4324.

31
RODRIGUEZ, M [et al]. Efectos de las condiciones de operación sobre la Biosorción de
pb2+, cd2+ y cr3+ en solución por Saccharomyces cerevisiae residual. Información
Tecnológica. [En línea]. 2008. Vol. 19, nº 6. [Fecha de consulta: 02 de mayo del 2019].
Disponible en: https://scielo.conicyt.cl/pdf/infotec/v19n6/art06.pdf

ROMERO, Gonzáles [et al]. Biosorption of pb (II) by agave tequilana weber (agave azul)
biomass. Revista Mexicana De Ingeniería Química. [En línea]. 2007. Vol. 6, nº 3, pp 295-
300. [Fecha de consulta: 02 de mayo de 2019]. Disponible en:
http://www.scielo.org.mx/pdf/rmiq/v6n3/v6n3a9.pdf

SANGA, Javier. Biosorción de Plomo por biomasa inactiva de bacterias aisladas en

sedimentos de lixiviados del botadero de Haquira – Cusco, Trabajo de titulación (para Optar
el Título Profesional de Biólogo). Cusco, Perú: Universidad Nacional San Antonio Abad del
Cusco, 2016. 130 p.

SINGH, Anita [et al]. Risk assessment of heavy metal toxicity through contaminated
vegetables from waste water irrigated area of Varanasi, India. International Society for
Tropical Ecology. [En línea]. Vol. 51, nº 2 pp 375-387. 2010. Disponible en:
http://environmentportal.in/files/Risk%20assessment%20of%20heavy%20metal%20toxicit
y.pdf
ISSN: 0564-3295.

SOLÍS, Pacheco [et al]. Ability of phanerochaete chrysosporium and trametes versicolor to
remove Zn2+, cr3+, pb2+ metal ions. Revista Terra Latinoamericana. [En línea]. 2015. vol.
33, nº 3. [Fecha de consulta: 02 de mayo de 2017]. Disponible en:
http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=57341186001

TAM, Jorge; VERA, Giovanna; OLIVEROS, Ricardo. Tipos, métodos y estrategias de

investigación científica. Pensamientos y Acción. [En línea]. Vol. 5: 145-154, 2008. [Fecha
de consulta: 04 Mayo 2018]. Disponible en:
http://www.imarpe.pe/imarpe/archivos/articulos/imarpe/oceonografia/adj_modela_pa-5-
145-tam-2008-investig.pdf

T.A.H. Nguyen. Applicability of agricultural waste and by-products for adsorptive removal
of heavy metals from wastewater. Bioresource Technology journal [en línea.Vol.148. Julio-
agosto 2013. [Fecha de consulta: 02 mayo 2019]. Disponible en:

32
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0960852413013758
ISSN = 0960-8524.

TEJADA, Candelaria; VILLABONA, Ángel y GARCES, Luz. Adsorción de metales

pesados en aguas residuales usando materiales de origen biológico. TecnoL. [Online]. 2015,
vol.18, n.34 [06 mayo 2019], pp.109-123. Disponible en:
http://www.scielo.org.co/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S012377992015000100010&l
ang=es
ISSN 0123-7799.

TUR-NARANJO [et al]. Bioadsorción de plomo (II) por biomasa microbiana seca efecto del
pH [en línea]. Revista Cubana de Química, Santiago de Cuba: Cuba 2012. [Fecha de
consulta: 05 abril 2019]. Disponible en:
http://www.redalyc.org/pdf/4435/443543730010.pdf
ISSN: 0258-5995.

VERDUGO, José. Bioadsorción de iones de plomo y cromo procedentes de aguas residuales

utilizando la cascara de mandarina (Citrus reticuata Var. Clementina). Tesis de pregrado
(Para obtener el título de ingeniero ambiental). Cuenca: Universidad Politécnica salesiana,
2017. 115 p. Disponible en: https://dspace.ups.edu.ec/bitstream/123456789/14249/1/UPS-
CT007003.pdf

VIZCAINO, Lissette; FUENTES, Natalia y González, Harold. Adsorción De Plomo (II) En

Solución Acuosa Con Tallos Y Hojas De Eichhornia Crassipes. Revista U.D.C.A Actualidad
& Divulgación Científica. [En línea]. 2016. Vol. 20, nº 2, pp 435-444. [Fecha de consulta:
01 de mayo de 2019]. Disponible en:
http://www.scielo.org.co/pdf/rudca/v20n2/v20n2a21.pdf

WIGHTMAN, Peter y B, Fein. Iron adsorption by Bacillus subtilis bacterial cell Walls.
Chemical Geology [en línea]. Vol. 2016 Nº 3, Marzo 2005. Pp. 177-189, [Fecha de consulta:
05 de Mayo del 2019]. Disponible en:
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0009254104004620

ISSN = 0009-2541.

33
 ANEXOS
ANEXO Nº 1: Anexo de Tablas
Tabla 6: Ficha técnica.

Código
Versión 01
FICHA TÉCNICA DE REGISTRO DE DATOS
Fecha
Página
PROYECTO DE INVESTIGACIÓN

"Remoción de Plomo empleando biomasa de Bacillus subtilis en aguas contaminadas

de la quebrada Llaca Puquio, Quiruvilca-2019."
LÍNEA DE INVESTIGACIÓN
Calidad y gestión de los recursos naturales
DATOS GENERALES
Escuela Académico
Universidad César
Facultad de Ingeniería Profesional de Ingeniería
Vallejo
Ambiental
CASTAÑEDA ZAVALETA, Kevin Raymond
Investigadores:
GRANDEZ ZOTO, Wincler Iban
DEPARTAMENTO PROVINCIA DISTRITO
La Libertad Santiago de Chuco Quiruvilca
pH inicial: Concentración tiempo de
temperatura: Pb inicial: incidencia:
DATOS DE LOS TRATAMIENTOS
Concentración Velocidad de Remoción de Pb (%)
Tratamiento de biomasa agitación pH Repeticiones
(g) (rpm) 1 2 3
1 1,3 200 5,5
2 0,8 200 5,5
3 1,3 100 5,5
4 0,8 100 5,5
5 1,3 200 4,5
6 0,8 200 4,5
7 1,3 100 4,5
8 0,8 100 4,5
Fuente: Elaboración propia

34
Tabla 7. Resultados de concentración final de Plomo por repeticiones según tratamientos.

Velocidad Cc Media
Cc de
de inicial 1ra 2da 3ra De Cc
Tto. biomasa pH
agitación de Pb Repetición Repetición Repetición final
(g/L)
(rpm) (ml/L) de Pb
1 1,3 200 5,5 0,031 0,029 0,028 0,029
2 0,8 200 5,5 0,043 0,038 0,040 0,040
3 1,3 100 5,5 0,029 0,032 0,031 0,031
4 0,8 100 5,5 0,042 0,040 0,047 0,043
0,0986
5 1,3 200 4,5 0,012 0,010 0,009 0,010
6 0,8 200 4,5 0,018 0,022 0,018 0,019
7 1,3 100 4,5 0,013 0,015 0,014 0,014
8 0,8 100 4,5 0,021 0,025 0,022 0,023
Fuente: Elaboración propia

Tabla 8: Porcentaje de remoción de Plomo por tratamiento.

% Primera Segunda Tercera

Tratamiento Media
Repetición Repetición Repetición

1 68.56 % 70.59 % 71.60 % 70.25 %

2 56.39 % 61.46 % 59.43 % 59.09 %

3 70.59 % 67.55 % 68.56 % 68.90 %

4 57.40 % 59.43 % 52.33 % 56.39 %

5 87.83 % 89.86 % 90.87 % 89.52 %
6 81.74 % 77.69 % 81.74 % 80.39 %
7 86.82 % 84.79 % 85.80 % 85.80 %

8 78.70 % 74.65 % 77.69 % 77,01 %

Fuente: Elaboración propia

35
 ANEXO Nº 2: Anexo de Tablas estadísticas

Tabla 9. Prueba de normalidad realizada a la variable de respuesta porcentaje de remoción

de Pb.

Pruebas de normalidad
Kolmogorov-Smirnova Shapiro-Wilk
Estadístico gl Sig. Estadístico gl Sig.
PORCENTAJE DE
REMOCION DE ,102 24 ,200* ,953 24 ,315
PLOMO
*. Esto es un límite inferior de la significación verdadera.
a. Corrección de significación de Lilliefors
Fuente: Elaboración propia
𝐻0 : Los datos se distribuyen de forma normal.
𝐻1 : Los datos no se distribuyen de forma normal.
En la tabla 6 se muestran los resultados de la prueba de Shapiro Wilk para normalidad con
un valor encontrado de (p>0,05) asumiendo el supuesto de que los datos numéricos de la
variable de estudio siguen una distribución normal. (Se acepta 𝐻0 ).

Tabla 10. Prueba de homogeneidad de varianzas de errora

Prueba de homogeneidad de varianzas

PORCENTAJE DE REMOCIÓN DE PLOMO
Estadístico de
Levene df1 df2 Sig.
1,303 7 16 ,311
Fuente: Elaboración propia
𝐻0 : Las varianzas entre grupos son iguales.
𝐻1 : Las varianzas entre los grupos son diferentes.
En la tabla 7 se muestran los resultados del test de Levene para homogeneidad de varianzas,
obteniendo el valor (p>0.05), con lo cual se asume que las varianzas entre los grupos a
comparar son iguales, o muy parecidas. (Se acepta 𝐻0 ).

Cumplidos los pre requisitos para aplicar pruebas paramétricas; se procede a realizar el
análisis de varianza (ANOVA) de un factor.

36
Tabla 11. Análisis de varianza ANOVA

ANOVA

PORCENTAJE DE REMOCIÓN DE PLOMO

Suma de Media
cuadrados gl cuadrática F Sig.

Entre grupos 2999,751 7 428,536 90,178 ,000

Dentro de grupos 76,034 16 4,752

Total 3075,785 23

Fuente: Elaboración propia

Tabla 12. Comparaciones múltiples HSD TUKEY

Comparaciones múltiples
Variable dependiente: PORCENTAJE DE REMOCIÓN DE PLOMO
95% de intervalo
Diferencia
(I) (J) Error de confianza
de medias Sig.
Tratamientos Tratamientos estándar Límite Límite
(I-J)
inferior superior
*
T2 11,15667 1,77991 ,000 4,9944 17,3190
T3 1,35000 1,77991 ,993 -4,8123 7,5123
T4 13,86333* 1,77991 ,000 7,7010 20,0256
-
T1 T5 -19,27000* 1,77991 ,000 -25,4323
13,1077
*
T6 -10,14000 1,77991 ,001 -16,3023 -3,9777
T7 -15,55333* 1,77991 ,000 -21,7156 -9,3910
T8 -6,76333* 1,77991 ,026 -12,9256 -,6010
HSD
T1 -11,15667* 1,77991 ,000 -17,3190 -4,9944
Tukey
T3 -9,80667* 1,77991 ,001 -15,9690 -3,6444
T4 2,70667 1,77991 ,786 -3,4556 8,8690
-
T5 -30,42667* 1,77991 ,000 -36,5890
T2 24,2644
-
T6 -21,29667* 1,77991 ,000 -27,4590
15,1344
-
T7 -26,71000* 1,77991 ,000 -32,8723
20,5477

37
 -
T8 -17,92000* 1,77991 ,000 -24,0823
11,7577
T1 -1,35000 1,77991 ,993 -7,5123 4,8123
T2 9,80667* 1,77991 ,001 3,6444 15,9690
T4 12,51333* 1,77991 ,000 6,3510 18,6756
-
T5 -20,62000* 1,77991 ,000 -26,7823
T3 14,4577
T6 -11,49000* 1,77991 ,000 -17,6523 -5,3277
-
T7 -16,90333* 1,77991 ,000 -23,0656
10,7410
T8 -8,11333* 1,77991 ,006 -14,2756 -1,9510
T1 -13,86333* 1,77991 ,000 -20,0256 -7,7010
T2 -2,70667 1,77991 ,786 -8,8690 3,4556
T3 -12,51333* 1,77991 ,000 -18,6756 -6,3510
-
T5 -33,13333* 1,77991 ,000 -39,2956
26,9710
T4 -
T6 -24,00333* 1,77991 ,000 -30,1656
17,8410
-
T7 -29,41667* 1,77991 ,000 -35,5790
23,2544
-
T8 -20,62667* 1,77991 ,000 -26,7890
14,4644
T1 19,27000* 1,77991 ,000 13,1077 25,4323
T2 30,42667* 1,77991 ,000 24,2644 36,5890
T3 20,62000* 1,77991 ,000 14,4577 26,7823
T5 T4 33,13333* 1,77991 ,000 26,9710 39,2956
T6 9,13000* 1,77991 ,002 2,9677 15,2923
T7 3,71667 1,77991 ,461 -2,4456 9,8790
T8 12,50667* 1,77991 ,000 6,3444 18,6690
T1 10,14000* 1,77991 ,001 3,9777 16,3023
T2 21,29667* 1,77991 ,000 15,1344 27,4590
T3 11,49000* 1,77991 ,000 5,3277 17,6523
T6 T4 24,00333* 1,77991 ,000 17,8410 30,1656
T5 -9,13000* 1,77991 ,002 -15,2923 -2,9677
T7 -5,41333 1,77991 ,108 -11,5756 ,7490
T8 3,37667 1,77991 ,571 -2,7856 9,5390
T1 15,55333* 1,77991 ,000 9,3910 21,7156
T2 26,71000* 1,77991 ,000 20,5477 32,8723
T7 T3 16,90333* 1,77991 ,000 10,7410 23,0656
T4 29,41667* 1,77991 ,000 23,2544 35,5790
T5 -3,71667 1,77991 ,461 -9,8790 2,4456

38
 T6 5,41333 1,77991 ,108 -,7490 11,5756
T8 8,79000* 1,77991 ,003 2,6277 14,9523
T1 6,76333* 1,77991 ,026 ,6010 12,9256
T2 17,92000* 1,77991 ,000 11,7577 24,0823
T3 8,11333* 1,77991 ,006 1,9510 14,2756
T8 T4 20,62667* 1,77991 ,000 14,4644 26,7890
T5 -12,50667* 1,77991 ,000 -18,6690 -6,3444
T6 -3,37667 1,77991 ,571 -9,5390 2,7856
T7 -8,79000* 1,77991 ,003 -14,9523 -2,6277
*. La diferencia de medias es significativa en el nivel 0.05.
En la tabla 12 se muestran las múltiples comparaciones que se realizaron para determinar
diferencia significativa entre cada tratamiento por pares a un nivel de sig. De 0,05.

39
 ANEXO Nº 3: Anexo de figuras

Figura 3: Diagrama de flujo del procedimiento

Fuente: Elaboración propia

40
Figura 4: Toma de muestra en la Quebrada Llaca Puquio – Quiruvilca

Fuente: Elaboración propia

Figura 5. Siembra y Cultivo de Bacillus subtilis.

Fuente: Elaboración propia

41
Figura 6: Cultivo de biomasa de Bacillus subtilis en biorreactor

Fuente: Elaboración propia

Figura 7. Obtención de biomasa seca

Fuente: Elaboración propia

Figura 8: Aplicación de tratamientos.

Fuente: Elaboración propia

42
 ANEXO Nº 4: Anexo de Instrumentos

Figura 9: Protocolo para la toma de muestra

43
Tabla 13: Estándares de calidad Ambiental para agua - Categoría 3.

44
Figura 10 : In forme técnico - ANA del resultado del monitoreo participativo de calidad de
agua de la cuenca del río Moche, La Libertad - Perú.

45
 ANEXO 5: Anexo de resultado del análisis de Plomo

Figura 11. Resultados del análisis inicial de la Muestra.

46
Figura 12. Resultados del análisis de plomo de la primara repetición.

47
Figura 13. Resultados del análisis de plomo de la primara repetición.

48
Figura 14. Resultados del análisis de plomo de la segunda repetición.

49
Figura 15. Resultados del análisis de plomo de la segunda repetición.

50
Figura 16. Resultados del análisis de plomo de la tercera repetición.

51
Figura 17. Resultados del análisis de plomo de la tercera repetición.

52