BIORREMEDIACION

BIORREMEDIACION

Dra Mercedes Adriana Viveros CastroBacteriologa UCM

Bio- Vida Remediar : resolver un problema

BIO REMEDIAR: Usar organismos biologicos para resolvel un problemaBIORREMEDIACION Se define como biorremediacin a cualquier proceso o tecnologia que utilice el potencial metabolico de los microorganismos (Bacterias, Algas, Hongos) o las enzimas derivadas de ellos para retornar un medio ambiente alterado por contaminantes a su condicin natural. .El trmino biorremediacin fue acuado a principios de la dcada de los '80. Sus tcnicas son especficas porque dependen directamente de las condiciones del ecosistema a recuperar.

HISTORIAEs un proceso natural desarrollado a lo largo de toda la historia evolutiva de la Biosfera; como mecanismo de autodepuracion y de recuperacion de nutrientes para mantener los ciclos biogeoquimicos, responsables del equilibrio de los ecosistemas.La biorremediacin usando microorganismos fue inventada por el cientfico norteamericano George M. Robinson.

BIORREMEDIACIONCuando la contaminacin ya se ha producido, se precisa restaurar el ecosistema contaminado,y como se pueden como estrategia la biorremediacinSu mbito de aplicabilidad es muy amplio, pudiendo considerarse como objeto cada uno de los estados de la materia.

ORIGENESLa capacidad de la naturaleza para superar algunos desequilibrios en el ecosistema, surge la biorremediacin, como una tecnologa que usa un elemento biolgico, para eliminar contaminantes de un lugar, sea suelo, sedimento, fango o mar. Colaboradora directa de la naturaleza, que no siempre es capaz de superar por s sola grandes desequilibrios.Ayuda al medio ambiente en la mejora de los ecosistemas daados, acelerando dichos procesos naturales. Surge como una rama de la biotecnologa que busca resolver los problemas de contaminacin mediante el diseo de microorganismos capaces de degradar compuestos que provocan desequilibrios en el medio ambiente.TIPOS DE BIORREMEDIACCIONdegradacin enzimtica: Consiste en el empleo de enzimas en el sitio contaminado con el fin de degradar las sustancias nocivas. Dichas enzimas son previamente producidas en bacterias transformadas genticamente. Esta aplicacin de la biotecnologa lleva dcadas en el mercado.

Los procesos de biorremediacin pueden ser de tres tipos:

remediacin microbianaSe refiere al uso de microorganismos directamente en el foco de la contaminacin. Estos microorganismos pueden ya existir en ese sitio o pueden provenir de otros ecosistemas, en cuyo caso deben ser inoculados en el sitio contaminado (proceso de inoculacin). Cuando no es necesaria la inoculacin de microorganismos, suelen administrarse ms nutrientes, como fsforo y nitrgeno con el fin de acelerar el proceso.

La biotecnologa moderna puede solucionar en parte este problema, generando organismos genticamente modificados con nuevas capacidades para eliminar tales contaminantes. La base de esta estrategia se basa en la bsqueda de las enzimas adecuadas y la posterior transferencia de los genes correspondientes a los microorganismos que se inocularn en el lugar contaminado.

Algunos desarrollos en curso relacionados con la remediacin microbiana:Bacterias Pseudomonas transgnicas capaces de degradar compuestos txicos que contienen cloro (como el cloruro de vinilo). Bacterias capaces de degradar algunos de los componentes del petrleo. Bacterias capaces de reducir las formas altamente txicas de mercurio en otras menos txicas y voltiles. La bacteria Deinococcus radiodurans utilizada en la eliminacion de elementos radiactivos presentes en el suelo y aguas subterrneas.Microorganismos capaces de degradar TNT, un explosivo de gran potencia y muy agresivo para el entorno. Bacterias que pueden eliminar el azufre de los combustibles fsiles, como en el caso del carbn o del petrleo, para permitir combustiones ms limpias. la fitorremediacin. Es el uso de plantas para limpiar ambientes contaminados. Esta en desarrollo, y constituye una estrategia muy interesante, debido a la capacidad que tienen algunas especies vegetales de absorber, acumular y/o tolerar altas concentraciones de contaminantes como metales pesados, compuestos orgnicos y radioactivos, etc. Las ventajas que ofrece la fitorremediacin frente a los procesos descritos anteriormente son el bajo costo y la rapidez con que pueden llevarse a cabo ciertos procesos degradativos. Acumulacin del contaminante en las partes areas de la planta (por ej, metales pesadosSegn la planta y el agente contaminante, la fitorremediacin puede producirse por:

Absorcin, precipitacin y concentracin del contaminante en races (por ej. metales pesados, istopos radioactivos) Reduccin de la movilidad del contaminante para impedir la contaminacin de aguas subterrneas o del aire (por ej. lagunas de deshecho de yacimientos mineros) Desarrollo de bacterias y hongos que crecen en las races y degradan contaminantes (por ej. hidrocarburos del petrleo, benceno, etc.). Captacin y modificacin del contaminante para luego liberarlo a la atmsfera con la transpiracin (por ej. mercurio, selenio y metales clorados)

Se puede clasificar a la biorremediacin en:

In situ consiste en tratar el material contaminado en el lugar en que se encuentra sin trasladarlo a otra parte. (Compostaje, la ventilacin biolgica, los biorreactores, la filtracin por races o la estimulacin biolgica)

Ex situ el material contaminado es trasladado a otro lugar para realizar o completar su descontaminacin.

Biorremediacion naturalEs llevada a cabo por microorganismos autotocnos que dependen de la prescencia de oxigeno o su ausencia (utilizando otras vas metablicas para ello).

A pesar de poder ser eficiente de por s, la biorremediacin natural depende de la capacidadde los organismos para degradar el contaminante, el tipo de contaminante y del medio en elque se produzca la degradacin.TECNICAS DE BIORREMEDIACION

Consiste en la introduccin de cambiosen el medio para activar o fomentar la accin de los microorganismos sobre el contaminante,estos cambios pueden ir desde aumentar la cantidad de oxgeno, hasta la adicin denutrientes.

Bioestimulacion

Consiste en la adicin demicroorganismos especializados al medio. Este mtodo requiere de un mayor anlisis yestudio, puesto que se necesita estudiar el medio en el que se encuentra el contaminante afondo y encontrar los microorganismos que acten de la manera deseada en dicho medio, sinafectar de manera negativa al mismo.

BioaumentacinEs una tcnica de biorremediacin in-situ que consiste en la aireacin forzada del suelo mediante la inyeccin a presin de oxgeno. Debido a la aireacin del suelo se va a favorecer la degradacin de los hidrocarburos por dos motivos: por volatilizacin, facilitando la migracin de la fase voltil de los contaminantes, y por biodegradacin, ya que al incrementar la oxigenacin del suelo se va a estimular la actividad bacterianaBioventeo/Bioaireacin/Bioventing:BIOVENTEO

BiopilasTcnica de biorremediacin ex-situ que consistente en la reduccin de la concentracin de contaminantes derivados del petrleo en suelos excavados mediante el uso de la biodegradacin.La formacin de pilas de material biodegradable de dimensiones variables, formadas por suelo contaminado y materia orgnica (compost), en condiciones favorables para el desarrollo de los procesos de biodegradacin de los contaminantes.

Estas pilas de compost pueden ser aireadas de forma activa, volteando la pila, o bien de forma pasiva, mediante tubos perforados de aireacin.En principio, las biopilas se pueden aplicar a la mayora de los compuestos orgnicos, siendo ms eficaz en los compuestos de carcter ms ligero.Entre los factores que influyen en la aplicacin de las biopilas destacan: Los hidrocarburos deben ser no halogenados y deben encontrarse en el suelo en concentraciones menores a 50.000 ppm. Dada la necesidad de excavacin y posterior depsito del suelo contaminado, se requiere una superficie de trabajo relativamente grande cuyas dimensiones dependen del volumen de suelo a tratar. Necesidad de poblaciones microbianas, condiciones adecuadas de humedad, temperatura de entre 10 y 45C, baja proporcin de arcillas, pH del adecuado (6 y 8) y baja presencia de metales pesados. El tiempo de actuacin puede ser alto (meses a aos) y el coste bajo.Biopilas

I) Propiedades del contaminanteII) Presencia de comunidades microbianas adecuadasIII) Disponibilidad del contaminanteIV) Naturaleza del medio contaminadoV) ToxicidadFactores que determinan la eficacia de la biorremediacinBIORREMEDIACION I) Propiedades del contaminante: bsicamente nos referimos a su biodegradabilidad. Ejemplo: Biorremediacion en industria de petroleo , los hidrocarburos lineales se degradan ms rpidamente que los ramificados. La presencia de dobles enlaces, anillos aromticos y diversas sustituciones qumicas hacen una molcula se dificil y resistente a su biodegradacin

II) Presencia de comunidades microbianas adecuadas: los microorganismos pueden ser autctonos (biorremediacin intrnseca, atenuacin natural) o aadidos al sistema para mejorar la degradacin (bioaumentacin).

III) Disponibilidad del contaminante: es un factor crtico, tan importante como la presencia de comunidades microbianas adecuadas. Depende de su solubilidad, estado de oxidacin, adsorcin a componentes del suelo.

IV) Naturaleza del medio contaminado: puede afectar al crecimiento microbiano y al metabolismo del compuesto en cuestin. Por ejemplo, permeabilidad, temperatura, presencia o ausencia de nutrientes orgnicos, oxgeno u otros aceptores de electrones, pH, etc.

V) Toxicidad: la toxicidad de un compuesto afecta a la capacidad de organismo para asimilarlo. Biotecnologa medioambiental.

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