ECOLOGA MICROBIANA

CONTAMINACIN Y DETERIORO AMBIENTAL

Clasificacin

Contaminacin de agua y suelo

Efectos sobre microorganismos

CONTAMINACIN Y DETERIORO AMBIENTALConcepto de contaminacin y tipos de clasificacin

En la Ecologa se considera a un contaminante como aquel factor fsico, qumico o biolgico, que sobrepasa la capacidad del

ambiente a autodepurarse y por lo tanto causa problemas en la homeostasis del sistema.

Bajo este concepto no solo consideramos a aquellas substancias que han sido el resultado de la tecnologa del hombre, sino

tambin de todas aquellas substancias naturales que en exceso se arrojan al ecosistema

CONTAMINACIN Y DETERIORO AMBIENTAL

Los contaminantes pueden ser clasificados de diferente forma, la clasificacin ms gruesa es dividirlos en

naturales

o

artificiales (llamados xenobiticos)

pero esta clasificacin no nos dice nada sobre su estructura qumica, su origen, su efecto, su toxicidad, etc.

Si tomamos estos parmetros en cuenta la clasificacin la podemos realizar de acuerdo a las necesidades del estudios que se desee realizar

Por su origen:

DomsticoJabonesDetergentesLimpiadoresBlanqueadoresAlcalis (destapacaos)Materia orgnicaPlsticosVidrioMetales

IndustrialDetergentesGrasasAceitesHidrocarburosColorantesAlcalis o cidosMetales pesados

AgropecuarioPlaguicidasFertilizantesSales mineralesMateria orgnica

Por sus caractersticas fsicas

Slidos Metales pesados

VidrioPlsticosMaderaFertilizantes slidosAbrasivos

Lquidos Detergentes

LimpiadoresBlanqueadoresAlcalis (destapacaos)ColorantesAceitesPlaguicidas

Gases Hidrocarburos ligeros

Plaguicidas

La clasificacin puede incluir varios conceptos y de esta forma tener una visin ms amplia de estos compuestos

Clasificacin de contaminantes fsicos

Ruidos y vibracionesTensin trmica:

Altas temperaturas Bajas temperaturas

Radiaciones ionizantes: Radiaciones Rayos X Rayos csmicos

Radiaciones no ionizantes: Radiaciones ultravioletas Radiaciones infrarrojas Microondas Radiofrecuencias Lser

Contaminantes Biolgicos:

Son entre otros, ciertos microorganismos patgenos (causantes de enfermedades o alergias), residuos de excremento, toxinas de origen microbiano

Fauna nociva

Vegetacin invasiva (plantas introducidas)

Estado de agregacin Designacin Ejemplos

Gaseoso Gases xidos de azufre

Dixidos de carbono

Monxidos de carbono

Dixidos de nitrgeno

Ozono

Vapores Alcoholes

Aldehdos, ,cetonas

Derivados de halgenos

Hidrocarburos

Esteres

Lquidos Nieblas Aceites

cidos

Hidrxidos

Slidos Polvos Asbestos

Madera

Humos Hidrocarburos poli cclicos

De metales

Clasificacin por su naturaleza qumica

CONTAMINACIN Y DETERIORO AMBIENTAL

CONTAMINACIN DEL AGUA

La incorporacin al agua de materias extraas como microorganismos, productos qumicos, residuos industriales, aguas residuales entre otros , deterioran la calidad del agua y hacen intil su uso.

CONTAMINACIN Y DETERIORO AMBIENTAL

CONTAMINACIN DEL AGUA

Por regla general se considera que un agua est contaminada cuando tiene la presencia de:

a) Desechos orgnicos, sean estos domsticos, industriales o agropecuarios, los cuales por actividad microbiana, consumen el oxgeno presente para la oxidacin de estos productos, convirtiendo el sistema acutico en un sistema anaerobio, son aguas con una alta DBO.

b) Agentes infecciosos que por sus caractersticas, su medio de transmisin es a travs de agua, como son clera, disenterias bacterianas y amebianas, etc.

c) Nutrimentos de plantas o abonos inorgnicos como fosfatos o sulfatos que promueven el crecimiento masivo de algas y que dan lugar a fenmenos como la eutroficacin.

d) Compuestos orgnicos sintticos, tales como detergentes o plaguicidas, los cuales son txicos par la vida acutica.

e) Elementos qumicos resultado del agua de lavado de minas o procesos de manufacturas industriales que son altamente txicos o bien pueden causar dureza en agua, efectos corrosivos y en general aumentan el costo del tratamiento de las aguas.

CONTAMINACIN Y DETERIORO AMBIENTAL

Es importante sealar que el suelo tiene una estrecha relacin con las aguas subterrneas, las cuales son muy utilizadas para abastecimiento humano. Puede quedar manifiesta una contaminacin en ellas por infiltracin de contaminantes percolados desde el subsuelo.

CONTAMINACIN Y DETERIORO AMBIENTAL

CONTAMINACIN DEL SUELO

La incorporacin al suelo de materias extraas, como :

basura desechos txicos productos qumicos derramados desechos industriales exceso de fertilizantes, pesticidas

y riego con aguas negras

Alteran las propiedades fsicas, qumicas y biolgicas creando una degradacin del mismo, su prdida y un desequilibrio que afecta negativamente a los seres vivos.

CONTAMINACIN Y DETERIORO AMBIENTAL

CONTAMINACIN DEL SUELO

Las propiedades naturales del suelo le permiten autorregenerarse en ciertas condiciones no muy extremas, pero al someterse a actividades industriales, agrarias, deforestacin, etc. de gran incidencia sobre el suelo; sus propiedades quedan anuladas y pierde la capacidad de autogeneracin.

La productividad que el suelo tena se pierde total o parcialmente.

CONTAMINACIN Y DETERIORO AMBIENTAL

CONTAMINACIN DEL SUELO

La productividad que el suelo tena se pierde total o parcialmente.

FACTORES INFLUYENTES EN LA CONTAMINACIN DEL SUELO:

Vulnerabilidad

Representa el grado de sensibilidad del suelo frente a la agresin de los agentes contaminantes. Est relacionado con la capacidad de amortiguacin. A mayor capacidad de amortiguacin, menor vulnerabilidad.

Poder de amortiguacin

El conjunto de las propiedades fsicas, qumicas y biolgicas del suelo lo hacen un sistema clave, especialmente importante en los ciclos biogeoqumicos , en los que acta como un reactor complejo, capaz de realizar funciones de filtracin, descomposicin, neutralizacin, inactivacin, almacenamiento, etc.

Sistema protector. Por todo ello el suelo acta como barrera protectora de otros medios ms sensibles, como los hidrolgicos y los biolgicos. La mayora de los suelos presentan una elevada capacidad de depuracin.

Biodisponibilidad

Se entiende la asimilacin del contaminante por los organismos, y en consecuencia la posibilidad de causar algn efecto, negativo o positivo

Movilidad

El suelo regula la distribucin del contaminante y por tanto su posible transporte a otros sistemas.

Persistencia

Regular el periodo de actividad de la sustancia y por tanto es otra medida de su peligrosidad.

La mayora de los procesos de prdida y degradacin del suelo son originados por la falta de planificacin y el descuido de los seres humanos. Las causas ms comunes de dichos procesos son:

ErosinLa erosin corresponde al arrastre de las partculas y las formas de vida que conforman el suelo por medio del agua (erosin hdrica) y el aire (erosin elica). Generalmente esto se produce por la intervencin humana debido a las malas tcnicas de riego (inundacin, riego en pendiente) y la extraccin descuidada y a destajo de la cubierta vegetal (sobrepastoreo, tala indiscriminada y quema de la vegetacin).

ContaminacinLa contaminacin de los suelos se produce por depsito de sustancias qumicas y basuras. Las primeras pueden ser de tipo industrial o domsticas, ya sea a travs de residuos lquidos, como las aguas residuales de las viviendas, o por contaminacin atmosfrica, debido al material particulado (o solubilizado) que luego cae sobre el suelo.

CompactacinLa compactacin es generada por el paso de animales, personas o vehculos, lo que hace

desaparecer las pequeas cavernas o poros donde existe abundante mesofauna y microbiota.

Expansin urbana

AGENTESCuando en el suelo depositamos diversos productos como papel, vidrio, plstico, materia orgnica, materia fecal, solventes, plaguicidas, residuos peligrosos o sustancias radioactivas, etc., afectamos de manera directa las caractersticas fsicas, qumicas y biolgicasde este, desencadenando con ello innumerables efectos sobre seres vivos.

Efecto de los contaminantes a diferentes niveles de organizacin

Los ecosistemas se ven expuestos constantemente a una contaminacin natural, pero los microorganismos presentes tienen la capacidad de degradar en tiempos relativamente cortos estos compuestos

La evolucin a permitido a la naturaleza crear biopolmeros y paralelamente los microorganismos han tambin evolucionado para degradarlos,

el problema se presenta cuando se incorpora al ambiente compuestos que han sido realizados por sntesis orgnica, ya que los microorganismos no cuentan con las herramientas enzimticas apropiadas para su degradacin.

Si el compuesto no es susceptible a la mineralizacin, a este compuesto se le denomina recalcitrante, esta caracterstica puede ser debida a las causas:

Ausencia de microorganismos con capacidad para degradar el compuesto.

Incapacidad del compuesto para inducir la produccin de enzimas.

Complejidad en la estructura qumica del compuesto xenobitico o

Ocultamiento por adsorcin en arcillas que lo hacen inaccesible a los microorganismos, este tipo de recalcitrancia se le a denominado geogrfica.

Muchos compuestos sintetizados por el hombre tienen vidas medias muy largas lo que hace que la persistencia del compuesto en los ecosistemas sea hasta de aos.

Un ejemplo de este problema es el caso del DDT (diclorotrifeniltricloroetano), insecticida que fue ampliamente usado durante el primer medio del siglo veinte. Este compuesto no se mineraliza y solo sufre una degradacin parcial hasta DDD y DDE y otros relacionados con mayor toxicidad

Lo que hace que el mismo persista en el ambiente por muchos aos.

Se le a calculado una vida media de 80 aos, lo que significa que su desaparicin requerir varios cientos de aos para desaparecer del planeta.

Antes de conocerse el efecto nocivo del DDT, sola utilizarse como rociador protector contra insectos.

El DDT no es hidrosoluble sino liposoluble por lo que tiende a concentrarse en los componentes graso de los animales

no se metaboliza y acumularse en las clulas a lo largo de las cadenas alimenticias, proceso llamado Biomagnificacin

En general cuando un compuesto es introducido a un ecosistema, el primer problema para su mineralizacin es la dispersin del compuesto, dentro del mismo ambiente o el transporte a otros ambientes.

Entre los factores que influyen en los procesos de dispersin esta el tamao de la molcula y su solubilidad, tanto en agua como en compuestos hidrofbicos.

Otro factor son las caractersticas fisicoqumicas del ambiente, por ejemplo la dispersin de voltiles es mas fcil a travs de atmsfera que a travs del suelo;

una molcula liposoluble tendr dificultad para dispersarse en un ambiente acutico y sus efectos iniciales se vern presentes generalmente en la superficie, etc.

Estas caractersticas dan como resultado alteraciones en diferentes niveles de su organizacin :

ambiental,

poblacional,

estructural,

fisiolgico y

genmico

AMBIENTAL

Un gran nmero de compuestos de uso comn tienen efectos sobre el ambiente, modificando o alterando las condiciones fsicas o qumicas del mismo.

As por ejemplo: los lquidos usados para destapar caos y la lluvia cida, son soluciones concentradas de hidrxido de potasio o H2SO4 el cual se incorporar a un ro o a un cuerpo de agua, da lugar a alteraciones de pH, que modifican a las comunidades que habitan en esos sitios por alcalinizacin/acidificacin del medio

COMUNITARIO O POBLACIONAL

Cada microorganismo tiene diferente susceptibilidad a los compuestos xenobiticos, para algunos dosis muy pequeas son suficientes para causar un problema de intoxicacin, en cambio para otros se requiere una mayor dosis para tener efectos similares. Esta caracterstica se refleja en que la presencia de un contaminante evitar el crecimiento de ciertos microorganismos o bien los eliminar de la red metablica o de un ciclo biogeoqumico, por lo que la homeostasis del sistema se ver alterada, con el consecuente impacto ambiental.

Cambio morfolgico en las siguientes algas

Plaguicida Gleocapsa Scenedesmus Nitzschia

Arasan Sin cambioFormacin de

paquetes celulares

menores a 4clulas

Sin cambio

Morestan

Disminucin en tamao

celular

Aumenta a 8 el numero de clulas en

cada paquete

Las clulas cambian de

una forma de huso a ovoide

Brasicol Sin cambio Sin cambio

Clulas cambian de

forma de huso a filamentos

largos

ESTRUCTURAL O

MORFOLGICO

Algunos

contaminantes

xenobiticos tiene

efecto sobre la sntesis

de biopolmeros

estructurales,

los ms evidentes son

aquellos que actan

sobre compuestos que

le confieren una

determinada forma a la

clula.

ejemplo ciertos

plaguicidas como:

Contaminante o xenobitico

Efecto

Cianuros Impiden el transporte de electrones en

cadena respiratoria

Plaguicidas: Folimat y Kasumin

Eliminacin de pigmentos

fotosintticos en concentraciones de 500 ppm en cianobacterias

Metales pesados Bloqueo de actividades enzimticas diversas por eliminacin de

puentes disulfuro en protenas

FISIOLGICO

Un gran nmero de

compuestos

xenobiticos, tienen

efecto abatiendo o

impidiendo alguna

funcin celular. Entre

muchos podemos

tener los siguientes

ejemplos:

GENMICO

Finalmente existen muchos compuestos xenobiticos con caractersticas genotxicas, es decir modifican la informacin gentica de la clula a nivel de DNA o a nivel de transcripcin, lo que puede llevar a cambios fenotpicos que alteren la morfologa o la fisiologa del microorganismo.