Maestra Altagracia Magdalena Jiménez DíazRepublica Dominicana

Impacto de la Microbiología Ambiental en Nuestra vida

Cotidiana

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Promover la importancia de la microbiología ambiental.

Valorar los riesgos de las infecciones ocasionadas por microorganismos patógenos presentes en el agua, aire y suelo.

Reconocer acciones preventivas para evitar la contaminación ambiental.

Reconocer los microorganismos que con mayor frecuencia contaminan el agua, aire y suelo.

Empoderarse del impacto de la biorremediación.

Objetivos

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Tomar conciencia del daño que ocasionan los residuos sólidos como son los Industriales, Plaguicida, Metales pesados y derivados del petróleo.

objetivo

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La Microbiología como ciencia tiene aplicaciones importantes que producen impacto en nuestra vida cotidiana en las áreas:  

IMPORTANCIA DEL ESTUDIO DE LA MICROBIOLOGÍA

MédicaIndustrialDe los AlimentosAgrícolaMicrobiología Ambiental

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Médica:

- Identificación de los diferentes microorganismos de importancia médica. - Prevención y tratamiento de enfermedades infecciosas causadas por microorganismos en plantas y animales, incluyendo al hombre.

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Deterioro microbiano de los alimentos

Métodos de conservación de los alimentos.

- Producción de alimentos por métodos microbiológicos:

Productos lácteos, fermentación del pan,

bebidas alcohólicas, proteína de origen unicelular.

Microbiología de los De los Alimentos:

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• - Fertilidad del suelo.

• - Enfermedades microbianas de las plantas.

• - Plaguicidas microbianos

Agrícola:

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Industrial: -En procesos de

fermentación en la producción de

antibióticos, ácidos orgánicos

-, aminoácidos, enzimas, disolventes,

combustibles (Metano, etanol  y otros).

- pintura y corrosión de metales

- Control de calidad de productos industriales: Biodeterioro de papel,

madera, textiles

- Recuperación de recursos minerales, reforzada por acción

microbiana.

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- Ciclos biogeoquímicos (Fijación del Nitrógeno en el suelo).

- Interacciones entre las poblaciones: Simbiosis fijadora de nitrógeno,

Micorrizas.

•- Bioluminiscencia. - Los microorganismos en sus hábitats naturales: Aire, Agua, Suelo y Ambientes Extremos (Aguas Termales, Lagos salados, y otros).

Microbiología Ambiental

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• - Reducción de la Calidad y la Contaminación Ambiental.

• - Procesos de Biorremediación.

Microbiología Ambiental

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.

Es evidente que la Microbiología abarca un campo muy amplio, cubriendo en particular la Microbiología Ambiental muchos aspectos relacionados con la calidad de vida actual.

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.

IMPORTANCIA DE LOS MICROORGANISMOS EN INGENIERIA

AMBIENTAL

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.

El estudio de los microorganismos en Ingeniería Ambiental tiene gran importancia debido a que:

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- Son una de las principales fuentes de contaminación de

Aire Agua Suelo pudiendo ser algunos de ellos patógenos

para el humano y otros organismos Así como causar daño a materiales.

MICROORGANISMOS EN INGENIERIA AMBIENTAL

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La contaminación es un problema importante en la actualidad

Ocasionado principalmente por el hombre Algunos microorganismos que han sido

estudiados durante mucho tiempo pueden contribuir a resolverlo.

MICROORGANISMOS EN INGENIERIA AMBIENTAL

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- Algunos juegan un papel importante como indicadores de contaminación.

- Los diferentes grupos de microorganismos participan en gran medida en el tratamiento biológico de residuos líquidos y sólidos. 

Estos tratamientos pueden ser de tipo aerobio, anaerobio ó mixto.

MICROORGANISMOS EN INGENIERIA AMBIENTAL

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• - Muchos de ellos son útiles en procesos de biorremediación de: • agua

• y suelo.

MICROORGANISMOS EN INGENIERIA AMBIENTAL

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.

MICROORGANISMOS EN INGENIERIA AMBIENTAL

-

- Contribuyen a la  fertilidad del suelo, degradando la materia orgánica de restos de animales y plantas muertos, así como por la participación de algunas bacterias en la fijación del nitrógeno atmosférico.

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- Pueden utilizarse en el diseño y  construcción

de Biosensores

que pueden ser utilizados en la

determinación de

analitos de interés ambiental.

MICROORGANISMOS EN INGENIERIA AMBIENTAL

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- Un sinnúmero de microorganismos son de gran utilidad en Biotecnología

En la obtención de una gran variedad de

productos de interés

y producción de proteína de origen unicelular (Biomasa).

Biotecnología

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- En Ingeniería Genética existe cada vez mayor interés en mejorar la capacidad de microorganismos.

para resolver problemas ambientales.  

Ingeniería Genética

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Algunos microorganismos pueden ser utilizados como indicadores en un ambiente específico que ha sido contaminado.

Estos deben pertenecer a especies que representen fielmente las características del medio

Deben ser confiables y fácilmente identificables.

Los microorganismos como indicadores de contaminación

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Deben reflejar no solamente la presencia o ausencia de contaminación de un tipo específico

Sino también los niveles de dicha contaminación.

y sus fluctuaciones periódicas.

Los indicadores microbiológicos ideales

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Los microorganismos usados como indicadores de contaminación de agua y suelo deben estar ausentes del medio específico (agua ó suelo)

A menos que éste haya sido contaminado

y generalmente no son miembros de la flora indígena del suelo o del sistema acuático.

Los microorganismos usados como indicadores de contaminación

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microorganismos   tales como

  B. subtilis B. stearothermophilus

Tienen importancia como indicadores en la determinación de eficiencia de destrucción de microorganismos

Mediante el tratamiento: Físico ó químico de residuos peligrosos  biológico

infecciosos. 

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El uso

Biotecnología

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La Biotecnología se define como el empleo de organismos para llevar a cabo procesos químicos definidos para la aplicación industrial.

Definición

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Una gran variedad de microorganismos que incluyen: 

Bacterias Mohos Levaduras Algas y virus. son utilizados  en Biotecnología debido a sus

características ya que con ellos se obtienen productos con

propiedades de interés para el humano, con fines específicos.  

Biotecnología

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- A partir de 1910 se establecen sistemas de purificación en gran escala de las aguas residuales empleando microorganismos.

- En 1912 a 1914 se obtienen tres importantes productos químicos:

Acetona, Butanol y glicerina a partir de microorganismos.

- En 1928 Alexander Fleming descubre la penicilina.

- En 1944 empieza la producción de penicilina en gran escala.

Historia

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- En 1950 se introducen antibióticos nuevos.

- En 1953,  Watson y  Crick descubrieron la estructura de ADN

- En 1962 comienza en Canadá la extracción de Uranio con la ayuda de microorganismos.

- En 1970 se marca otra etapa importante, el inicio de la manipulación enzimática del material genético de los seres vivos y  consecuentemente la aparición de la Ingeniería Genética

Dando lugar a una verdadera Revolución Tecnológica Se han diseñado los protocolos para el tratamiento y prevención de enfermedades Obtención de células especializadas en la fabricación de productos de interés

comercial y médico

mejoramiento de especies silvícolas y agrícolas;

Recuperación de ecosistemas.  

Historia

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La Ingeniería Genética y Biotecnología Ambiental

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La Ingeniería Genética, que usa la Biotecnología de Recombinación del DNA, abre la posibilidad  de resolver muchos problemas de contaminación del ambiente.

Debido a la enorme diversidad metabólica de las bacterias

Existe un gran conjunto de genes en bacterias procedentes de hábitats naturales.

En algunos casos, estos genes codifican proteínas que degradan agentes contaminantes del ambiente.

La Ingeniería Genética

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Se ha visto que en aislamientos naturales de bacterias existen genes para la biodegradación de muchos desechos tóxicos y contaminantes del agua.

La ingeniería genética está empezando a prestar atención a estos recursos, con la finalidad de limpiar el ambiente.

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En muchos casos, los donantes de genes son cepas bacterianas aisladas de sitios contaminados con desechos.

Entre los ejemplos figuran genes para la biodegradación de pesticidas clorados, como

El ácido 2,4,5, triclorofenoxiacético,

(2,3,5-T), clorobencenos y clorofenólicos afines Naftaleno Tolueno, Anilinas y varios hidrocarburos.

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Los genes deseados se aíslan de especies de :

Pseudomonas Alcaligenes y unas cuantas bacterias más y luego se clonan

en plásmidos.

Se han construido algunos plásmidos que contienen genes para la biodegradación de diversos productos químicos tóxicos.  

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- Un rápido

crecimiento. -

Capacidad de

crecer en un medio de cultivo barato.

- No ser dañino o patógeno

. - Ser

capaz de tomar el DNA y

permanecer

estable en el

cultivo.

- Debe tener las enzimas

adecuadas para

permitir la replicació

n del vector.

- Los hospedadores más

útiles para la clonación

son microorganismos que

crecen bien y de los

cuales se tiene

información genética

disponible.

- Si el propio DNA clonado va

a ser usado

terapéuticamente,

para tratar una

enfermedad humana,

el hospedador debe ser una

persona

humana

Características ideales de un hospedador para genes clonados

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Escherichia coli

Bacillus subtilis

Hospedadores procarioticos:

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Saccharomyces cerevisiae

 

y para muchos fines,  células de mamíferos.

Hospedadores eucarióticos:

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El uso de los microorganismos en procesos de Biorremediación

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La Biorremediación es el uso de microorganismos para degradar: agentes tóxicos y desechos peligrosos

Que surge como un tratamiento para la restauración de:

Suelos

Acuíferos

Subsuelos contaminados.

La Biorremediación

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Debido a la oportunidad natural y poderosa que representan para restaurar los ambientes contaminados.  

Los procesos biológicos tienen gran importancia

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- Biomineralización:

Es la completa destrucción

de los contaminantes

orgánicos para reducirlos a sus constituyentes minerales básicos.

Algunos procesos de Biorremediación:

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Biovolatilización:

• Las bacterias y hongos pueden volatilizar metales por adición del grupo metilo, que hace al metal muy volátil.

Cometabolismo:

• Se refiere a la habilidad de las bacterias de romper un contaminante en la adición de un sustrato primario.

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Biológicos

Químicos

Físico

s

Contaminantes de suelos

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•Bacterias

•Protozoarios

•Nematodos y hongos

Contaminantes de suelos

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Zona urbana: Tiraderos de basura, fugas

de alcantarillado,

derrames accidentales.

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- Físicos: Principalmente sustancias: Radiactivas provenientes de descargas de

desechos radiactivos Desechos nucleares

O explosivos.

Contaminantes de suelos

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- Químicos: Incluyen todo tipo de sustancias que provienen de residuos sólidos:

Industriales Plaguicidas Metales pesados y derivados del petróleo.

Contaminantes de suelos

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- Bioaumentación: Adición de microorganismos al sitio contaminando cuando la población autóctona carece de

capacidad degradadora.

- Bioestimulación: Adición de estimulantes

en la actividad microbiana autóctona como co-sustratos o

aceptores de electrones para la degradación

anóxica.

Bioventeo: Introducción de oxígeno a través del suelo para estimular la población microbiana netamente

aerobia.

- Composteo: El material contaminado se coloca sobre la superficie del terreno en forma de pilas que se cubren para

crear condiciones termófilas, periódicamente se mezcla para favorecer la

aceleración.

Diversos tipos de tecnologías de Biorremediación de suelos:

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Biocultivo:

• Tratamiento en fase sólida que generalmente se realiza en sitios confinados para retener los lixiviados que se forman.

Biosorció

n:

• Uso de microorganismos con afinidad para absorber metales bajo ciertas condiciones, generalmente se aplica en fase líquida.  

Diversos tipos de tecnologías de Biorremediación de suelos:

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- Son seguras, económicas y más rápidas algunos tratamientos Fisicoquímicos.

- Se utilizan sistemas biológicos cuyo costo es mínimo, más aún si se utiliza la población autóctona.

- El ecosistema del sitio contaminado prácticamente no se altera; al contrario se recupera.

- No se generan desechos como producto del tratamiento, ya que los contaminantes son realmente degradados.

Algunas ventajas de las tecnologías de biorremediación:

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- Pueden ser acoplados a otro tipo de tecnología cuando la remoción de los contaminantes no es la deseada.

- Los contaminantes absorbidos o atrapados en los poros del suelo, también son biodegradados.

- Si la actividad microbiana no es la deseada, puede estimularse con la adición controlada de compuestos requeridos.

Algunas ventajas de las tecnologías de biorremediación:

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- Cuando los contaminantes orgánicos son empleados como la principal fuente de carbono y energía para los microorganismos el proceso se realiza con mayor rapidez.

- Cuando se trata de una biorremediación in situ se tienen

ventajas adicionales.

- Se eliminan costos de transportación.

- Al utilizar la población microbiana autóctona se elimina la necesidad de introducir microorganismos potencialmente peligrosos.  

Algunas ventajas de las tecnologías

de biorremediación:

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.

Microorganismos Involucrados en la Biodegradación de

Hidrocarburos

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BACTERIAS BACTERIAS

  Achromobacter Acinetobacter Alcaligenes Arthrobacter Bacillus Brevibacterium Chromobacterium Corynebacterium Cytophaga Erwinia Flavobacterium

Micrococcus Mycobacterium Nocardia Proteus Pseudomonas Sarcina Serratia Spirillum Streptomyces Vibrio Xanthomonas 

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Microorganismos Involucrados en la Biodegradación de Pesticidas

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Microorganismos Involucrados en la Biodegradación de Pesticidas

BACTERIASACTINOMICETOS y hongos

  Agrobacterium Arthrobacter Bacillus Clostridium Corynebacterium Flavobacterium Klebsiella Pseudomonas Xanthomonas

  ACTINOMICETOS

Streptomyces Nocardia Micromonospora

HONGOS  Alternaria Aspergillus Cladosporium Fusarium Glomerella Mucor Penicillium Rhizoctonia Trichoderma

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Microorganismos involucrados en la Biodegradación de Metales

Pesados

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Aspergillus

Neurospora

Scopulariopsis y algunas levaduras

Bacillus

ClostridiumMycobacteriumPseudomonas

MERCURIO

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Algunas especies de Candida

Clostridium

Corinebacterium

Micrococcus

Rhizobium

SELENIO

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•Aspergillus•Mucor

•Scopulariopsis•Fusarium

•Paecilomyces

ARSENICO

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.

MICROBIOLOGÍA DEL SUELO

Los microorganismos del suelo juegan un papel muy importante manteniendo la fertilidad de los suelos

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Elementos esenciales para el crecimiento tales como: oxígeno nitrógeno carbón azufre y fósforo son reciclados por microorganismos del

suelo.

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La mayoría de los microorganismos que viven en el suelo juegan un papel indispensable en el mantenimiento de la vida sobre este planeta.

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El suelo contiene una gran variedad de microorganismos:

  Bacterias. En general, el grupo más

numeroso de bacterias en el suelo son los Actinomicetos que resisten condiciones secas y pueden sobrevivir en suelos desérticos.

Los géneros más comunes son: Nocardia, Arthrobacter y Streptomyces.

Las bacterias del género Streptomyces además de  

producir antibióticos, producen metabolitos llamados geosminas las cuales dan al suelo su olor característico

 

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Los géneros de hongos varían con el tipo de  suelo y sus propiedades fisicoquímicas. Algunos son de vida libre y otros como las Micorrizas, en forma simbiótica con las raíces de plantas.

Son comunes, especies de los géneros: Candida Aspergillus, Penicillium, Rhizopus y Mucor.

Algunos hongos son importantes patógenos de plantas atacando trigo y maíz entre otros.

Los hongos del suelo son extremadamente importantes en la descomposición

de materia de plantas Degradando y utilizando macromoléculas complejas tales como: celulosa y lignina.

Hongos.

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Debido a que las algas dependen de la luz solar y de la fotosíntesis para proveer sus necesidades energéticas, viven cerca de la superficie del suelo.

La población algal disminuye en períodos de oscuridad o de baja temperatura.

 Las algas son una fuente de nutrientes para un número considerable de habitantes del suelo, incluyendo protozoarios, hongos, lombrices de tierra y nemátodos.

En suelos áridos, son comunes los líquenes, que son una simbiosis de alga-hongo.  

Algas.

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Son encontrados en la mayoría de los suelos en una densidad de 104  a 105 organismos por gramo de suelo.

Generalmente se encuentran cerca de la superficie debido a que requieren oxígeno.

Los Protozoarios son predadores de algas y bacterias del suelo.

   

Protozoarios.

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HONGOS HONGOS

  Acremonium Aspergillus Aureobasidium Beauveria Botrytis Candida Chryisosporium Cladosporium Cochlobolus Cylindrocarpon Debaryomyces Fusarium Geotrichum

Glicladium Graphium Humicola Monilia Mortierela Paecelomyces Penicillium Rhodotorula Saccharomyces Spicardia Tolypocladium Thrichoderma Verticillium

CONCLUSIONES: microorganismos patógenos en el agua

pueden ser nocivos para nuestra salud: vibrio cholerae Samonella enteritidis Shigella dysenteriae E.coli Helicobacter pylori Leptospira interrogans

La presencia de microorganismos en el aire puede causar severos daños en la salud humana.

Mycobacterium tuberculosisNeisseria meningitidisHaemophilus influenzae

Microorganismos en el suelo:Clostridium tetaniClostridium botulinumBacillus anthracis…

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Conclusiones Los microorganismos producen

enfermedades en plantas, animales y humanos

Pueden casar alergias, vómitos, diarrea, meningitis y hasta la muerte

Alteran los alimentos, ocasionando putrefacción, modificando los olores, el aspecto la textura y sabor en fin dañan el alimentos resultando imposible para el consumo humano .

Alteran los materiales orgánicos

y contribuyen al deterioro y corrosión de monumentos y metales.

Producen gases contaminantes en el proceso de su metabolismo, mientras degradan a las proteínas, en el proceso catabólico de proteólisis ,o de glucolisis, lipolisis ...

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conclusiones Alimentos y agua

contaminadas con heces fecales pueden ocasionar severos trastornos a nuestra salud.

Por transmisión fecal oral de virus

Virus de Hepatitis A y Hepatitis E

Virus polio

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conclusiones Microorganismos que

son beneficiosos

Existen en ambientes naturales o artificiales microorganismos que juegan un papel importante en la vida humana ya que algunos microorganismos como las bacterias ayudan a fijar al nitrógeno a el suelo o como las micorrizas que ayudan al crecimiento y protección de las plantas y también la formación del humus que es resultado de la degradación microbiana.

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Recomendaciones Lavado de las manos Medidas de salud

publica Clorinacion del agua. Desecho apropiado de

las heces fecales

TÉCNICAS DE LAVADO DE MANOS 

El lavado de manos es el más simple, económico e importante  procedimiento, para la prevención de las infecciones y la contaminación en la preparación de los alimentos.

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Remover la suciedad, el material orgánico y disminuir la concentración de bacterias o flora transitoria, adquiridas por contacto reciente con microorganismos contaminantes.

OBJETIVOS de el lavados de las manos

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◦ Usar agua y  jabón antimicrobiano liquido (3 a 5 ml) ◦ Mojar las manos con agua, use 1 aplicación de jabón,

frotar       enérgicamente por 10-15".  ◦ Cubrir todas las superficies de manos, dedos y uñas,

       llegando hasta 10 cm por debajo del pliegue de las muñecas.  

Enjuagar con abundante agua  ◦ Secar  con toallas de papel desechable. ◦ Usar la misma toalla para el cierre de la llave para

evitar la re contaminación  El tiempo total para el procedimiento es de

aproximadamente 30” segundos   

TÉCNICA:lavado de las manos

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La normativa establece que el agua es apta bacteriológicamente para consumo humano si se encuentra exenta de microorganismos patógenos de origen entérico y parasitario intestinal.

La bacteria que se utiliza como índice de contaminación fecal es la Escherichia coli

Recuerden:

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"Nunca consideres el estudio como una obligación sino como una oportunidad

para penetrar en el bello y maravilloso mundo del

saber."

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Ocampo Quijano Eloísa. (2004). Microbiología Ambiental. http://docencia.udea.edu.co/bacteriologia/MicrobiologiaAmbiental/contactenos.html De la Rosa, M. A. Mosso y C. Ullán. (2002). El aire: hábitat y medio de transmisión de

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María C. Apella y Paula Z. Araujo. Microbiología de agua. Conceptos básicos. Argentina.

http://www.psa.es/webesp/projects/solarsafewater/documents/libro/02_Capitulo_02.pdf

Díaz, R. / Gamazo, C. / López-Goñi, I.Manual Práctico de Microbiología 3 ª ed. ©

HERNANDEZ JIMENEZ JENIFER LIZBET diapositivas de MICROBIOLOGÍA Y SU RELACIÓN CON EL ECOSISTEMAIBARRA ARELLANO MIGUEL ANGELGUERRERO RAMÍREZ CINTIA ANAIDACOSTA MENDEZ EDITH DANIELACASTILLO LORA EDUARDO

Bibliografia

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