Biorremediación
Definición
Uso de organismos o enzimas para degradar sustancias químicas o toxicas que pongan en riesgo el
equilibrio natural de los ecosistemas.
Clasificación
Según el organismo Según el sitio
Suelos
Aguas
Plantas: fitorremediación
Hongos: micorremediación
Bacterias
Los tratamientos pueden ser muy variables.
Pueden ser in-situ o ex-situ
Tratamiento in situ Tratamiento ex situ
Bioestimulación
:
•Agregar nutrientes como N2 – P2 –K2
Bioaumentación
:
•Adición de microorganismos biodegradadores o GM Se lleva el contaminante a otro sitio donde se pueda biodegradar.
Tratamientos Ex situ
Biolabranza Compostaje/biopilas Biorreactores Bioventeo Biofiltros Bioremediación intrínseca
Cuales son los contaminantes ambientales?
• Presentes el medio ambiente que están presentes en concentraciones anormalmente altas, ej: petróleo crudo, aceites refinados y fosfatos.
Naturales
• Sintetizados químicamente y no se encuentran en la naturaleza, ej: Pesticidas, herbicidas y plásticos
Xenobióticos
• En concentraciones altas son muy tóxicos, ej: Plomo, Mercurio, Arsénico, Cadmio y Uranio. Metales pesados
Cueles son los retos con los contaminantes?
Naturales
Existen en concentraciones altas o toxicas
La degradación pude depender de nutriente que son un factor limitante
Xenobióticos
Los microbios no tienen aun vías metabólicas para degradarlos
Pueden requerir consorcios de poblaciones microbianas
Metabolismo microbiano
Mineralización: el contaminante es usado como fuente de energía para producir CO2 y H2O.
Bioacumulación: el contaminante se acumula al interior del microorganismo.
Las monoxigenasas y dioxigenasas rompen enlaces fuerte para degradar la moléculas
Metabolism
Aerobic: Microbes use O2 in their metabolism to degrade contaminants
Ej:
Anaerobic: substitute another chemical for O2 to degrade contaminants
Ej:
Co-metabolismo
Las bacterias usan algunas otras fuentes de carbon y energias para degradar parcialmente los contaminantes (compuestos de anillos aromáticos )
Consorcios microbianos: son más eficientes
Comprobación de la eficacia
Mediciones: químicas y microbiológicas
Cromatografía de Gases - Espectrometría de masas - HPLCRecuentos celulares – biomasa(peso seco)
Que factores afectan la biorremediación?
Factores que afectan la biorremediación
Fuente: Bioresource Technology 74 (2000) 63-67
Ejemplo de ruta metabólica de degradacióndel naftaleno (APH)
Universidad de Minessota http://umbbd.ethz.ch/
Ventajas de la biorremediación
Son efectivas y ambientalmente seguras
Mas del 90% de las sustancias químicas pueden ser degradadas
Bajo costo: el costo de tratamiento in situ es mucho mas económico que la incineración
Desventajas
Por lo general suelen ser lentos
involucran varias etapas que se realizan en condiciones ambientales desfavorables y no modificables
Fitorremediación helianthus annuus puede
acumular Uranio del suelo.
Los álamos (genero populus) absorben selectivamente Niquel, Cadmio y zinc.
El buchon de agua o taruya (Eichhornia crassipes) absorve Arsénico.
Arabidopsis thaliana es capaz de acumular Cobre y Zinc.
Desventajas: •Suelen toman años •Solo extraen contaminantes de la superficie.
Plantas transgénicas
Stimulates plant growth!
Micorremediación
Exon Valdez - Alaska
El caso Exon Valdez en 1989 fue en primer caso donde se uso la biorremediación de manera exitosa suplementando el medio con Nitrogeno y Fosforo que eran los nutrientes que limitaban la biodegradación.
750,000 barriles de crudo fueron derramados.
Caso Prestige
En las costas de Galicia en España en el 2002 se produjo el mayor desastre ambiental con el vertido de 20 millones de galones de crudo.
Deep Water Horizont - BP
En abril del 2010 la plataforma de la petrolera British Petroleum exploto dejando un escape de 2,604,000 barriles de petróleo por día según cifras oficiales.
En Colombia se han presentado cientos de atentados a los oleoductos los cuales constituyen un grave riesgo ambiental.
La biorremediación es una tecnología eficaz, económica y ambientalmente limpia.
El éxito de la biodegradación de contaminantes depende del equilibrio entre el tipo de contaminante, los microorganismos involucrados y las condiciones ambientales..
Antes de emplear la tecnología de la biorremediación es necesario caracterizar el sitio donde ocurre la contaminación para conocer la propiedades geológicas, químicas, microbiológicas e hidrológicas del sistema a tratar.
Resumen
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