ÍNDICE I.
I NTRODU CCIÓN CCIÓN ____________________________________________________ 3
II.
OBJETIVOS _______________________________________________________ 4
III.
M ARCO TEÓRI TEÓRI CO _________________________________________________ 5
1.
¿QUÉ ES BIORREMEDIACIÓN? ______________________________________ __________________________________________ ____ 5
2.
¿QUÉ ORGANISMOS SON CAPACES DE BIORREMEDIAR? BIO RREMEDIAR? _________________ 5
3.
¿QUÉ TIPOS DE CONTAMINANTES SE PUEDEN ELIMINAR POR BIORREMEDIACIÓN? ____ 6
4.
FACTORES QUE PUEDEN AFECTAR EL PROCESO DE BIORREMEDIACIÓN_ 7 ____________________ ________________________________ _________ 7 FACTORES MEDIOAMBIENTALES: ___________________________________________ FACTORES FISICOQUÍMICOS: _______________________________________________________ 7 ____________________ ________________________________________ _________________ 7 FACTORES BIOLÓGICOS: ___________________________________________
5.
TIPOS DE BIORREMEDIACIÓN ______________________________________ __________________________________________ ____ 8 A. B.
6.
REMEDIACIÓN MICROBIANA _____________________ ____________________________________________ ____________________________ _____ 8 ____________________________________________ ____________________________ _____ 8 DEGRADACIÓN ENZIMÁTICA _____________________
APLICACIONES DE LA BIORREMEDIACIÓN B IORREMEDIACIÓN _____________________________ _____________________________ 9 ______________________________________________ _______________________________ ________ 10 ATEN UA CIÓN CIÓN NATURAL _______________________ I N – SI SI TU ____________________________________________________________________ 10
a. b.
______________________________________________ _______________________________________ ________________ 10 Bioestimulación _______________________ o ______________________________________________ _______________________________________ ________________ 10 Bioaumentación _______________________ ____________________________________________ _____________________________________________ _________________________ 10 10 c. EX – SITU SITU ______________________ VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LAS TECNOLOGÍAS DE REMEDIACION IN SITU Y EX SITU _____________________________________________________________________________ 11 o
7.
FACTORES QUE DETERMINAN LA EFICACIA DE LA BIORREMEDIACIÓN_ 11
8.
BIORREMEDIACION POR BACTERIAS __________________________________ __________________________________ 13 VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL USO DE BACTERIAS PARA BIORREMEDIACIÓN: _________ 13 ___________________________________________ _____________________________________________ ____________________________ _____ 13 VENTAJAS: _____________________ A. BIORREMEDIACIÓN DE HIDROCARBUROS _______________________ ___________________________________ ____________ 14 _____________________________________ ________________ 15 A.1 BACTERIAS HIDROCARBONOCLÁSTICAS _____________________ A.2 PRINCIPALES BACTERIAS DEGRADADORES DE PETRÓLEO ____________________ 16 ________________________ ________________ ________________ ________________ ________________ ______________ ______ 17 a. Pseudomonas ________________ ______________________________________________ ___________________________________ ____________ 17 Pseudomonas putida. _______________________ Pseudomonas aeuriginosa ______________________________________________________ 17 ____________________________________________ _______________________________________ ________________ 18 b. Flavobacterium _____________________ c. Bacillus __________________________________________________________________ 19 Bacillus cereus y Bacillus circulans: __________________________________________________ 19 B. BIORREMEDIACION BIORREMEDIACION DE METALES PESADOS _________________________________ 19 PRINCIPALES BACTERIAS DEGRADADORAS DE METALES PESADOS _______________ 20 a. Micrococcus ______________________________________________________________ 20 ____________________________________________ _______________________________ ________ 20 b. Geobacter sulfurreducens sulfurreducens _____________________ C. BIORREMEDIACION BIORREMEDIACION DE INSECTICIDAS ______________________________________ 21 ____________________________________________ _______________________________________ ________________ 21 Degradación del Aldrin: _____________________
1
9. USO DE ORGANISMOS MODIFICADOS GENÉTICAMENTE EN BIORREMEDIACIÓN ____________________________________ ______________________________________________________ ____________________ 21 I V.
CONCLUSIONES _________________________________________________ 23
V.
REFERENCI REFERENCI A BI BLI OG OGRÁ RÁFI FI CA ________________________ ____________ 23
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I.
INTRODUCCIÓN
La Biorremediación le da una ayuda al medio ambiente en la mejora de los ecosistemas dañados, acelerando dichos procesos naturales. Lo que hacen los microorganismos es degradar los desechos en productos menos tóxicos, además de concentrar e inmovilizar sustancias tóxicas, metales pesados; minimizar desechos industriales y rehabilitar áreas afectadas con diversos contaminantes. Como respuesta a la creciente contaminación tanto de suelo y agua, generada por derrames accidentales de hidrocarburos del petróleo, se han implementado diversos sistemas biológicos encaminados a la limpieza y recuperación de las áreas impactadas por estos contaminantes orgánicos. En esta revisión se discuten los principios básicos indispensables para el entendimiento de la efectividad de los diversos sistemas de Biorremediación de suelos y agua contaminados con hidrocarburos del petróleo y otros compuestos orgánicos. Biorremediar un ambiente contaminado puede requerir de la elaboración de un microorganismo genéticamente modificado que sea eficiente sólo para ese caso. En la actualidad esto es de gran importancia ya que como futuros Ingenieros Hidráulicos nos desempeñaremos en todo lo relacionado con los recursos hídricos, y para ello debemos tener los conocimientos suficientes sobre los procesos de Biorremediación para el mejoramiento de los distintos tipos de aguas contaminadas.
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II.
OBJETIVOS
Brindar conocimiento básico a cada uno de los estudiantes respecto a nuestro seminario cuyo tema es Biorremediación de aguas y suelos utilizando bacterias.
Conocer sus ventajas y desventajas
Entender su relación con la microbiología
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III.
MARCO TEÓRICO
1. ¿QUÉ ES BIORREMEDIACIÓN? Se define como el empleo de organismos vivos para eliminar o neutralizar contaminantes del suelo o del agua. En los procesos de Biorremediación generalmente se emplean mezclas de microorganismos, aunque algunos se basan en la introducción de cepas definidas de bacterias. Actualmente se están desarrollando microorganismos, algas (especialmente cianobacterias o algas azules) y plantas genéticamente modificadas para ser empleadas en Biorremediación.
2. ¿QUÉ ORGANISMOS SON CAPACES DE BIORREMEDIAR? Se pueden emplear diversos organismos en los procesos de Biorremediación. Los más usados son los microorganismos (tanto bacterias, como algas y hongos), plantas (en procesos llamados fitorremediación), pero también se pueden utilizar otros seres vivos tales como los nemátodos. Entre los microorganismos destacan especialmente las bacterias, los seres vivos con mayor capacidad metabólica del planeta. Las bacterias pueden degradar prácticamente cualquier sustancia orgánica. Si la sustancia se degrada completamente se habla de mineralización. Algunas sustancias no son degradadas sino transformadas en otras (Biotransformación). La Biotransformación puede ser peligrosa, ya que la nueva sustancia formada puede ser tan nociva o más que la de partida. Finalmente hay sustancias que no son degradadas y se las
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denomina recalcitrantes. Éstas se acumulan durante mucho en el medio ambiente, especialmente si además son resistentes a procesos físico/químicos como la radiación ultravioleta o la oxidación. Las bacterias además pueden eliminar los contaminantes en ambientes donde hay oxígeno (aeróbicos), pero también en ambientes sin oxígeno (anaeróbicos), ya que pueden respirar otras sustancias diferentes al oxígeno (aceptores de electrones), como por ejemplo el nitrato, el sulfato, el hierro (III), el manganeso, el selenio y un largo etc.
3. ¿QUÉ TIPOS DE CONTAMINANTES SE PUEDEN ELIMINAR POR BIORREMEDIACIÓN? Los compuestos orgánicos suelen ser degradados total o parcialmente y eliminados por completo del ecosistema. Por ejemplo, compuestos contaminantes tales como el tolueno, el fenol o los polibifenilos clorados (PCBs) pueden ser utilizados como fuente de carbono por bacterias, tanto en condiciones aeróbicas como anaeróbicas. Pero, además muchas bacterias son capaces de modificar sustancias químicas peligrosas, transformándolas en otras menos tóxicas. Así, algunas bacterias pueden reducir la biodisponibilidad (hacerla menos accesible y por tanto menos tóxica) de metales pesados tales como el mercurio, el arsénico, el cromo, el cadmio, el zinc o el cobre.
Figura: Ejemplo del empleo de bacterias para la eliminación de unos contaminantes en capas profundas del suelo. En este ejemplo las sustancias contaminantes están haciendo peligrar un acuífero. Para su eliminación se inyecta en el suelo nutriente y aceptores de electrones que favorecen el crecimiento de microorganismos que acabarán eliminando la sustancia tóxica.
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4. FACTORES
QUE BIORREMEDIACIÓN
PUEDEN
AFECTAR
EL
PROCESO
DE
FACTORES MEDIOAMBIENTALES: Los factores medioambientales son aquellos que afectan directamente el crecimiento y actividad de los organismos que llevan a cabo la biodegradación. Entre éstos, los que revisten mayor importancia en el proceso de biodegradación son:
Temperatura pH del suelo Humedad del suelo Disponibilidad de oxigeno Disponibilidad de nutrientes.
FACTORES FISICOQUÍMICOS: Los factores fisicoquímicos que determinan la biodegradabilidad del contaminante y su biodisponibilidad, pueden ser divididos en: Factores relativos al sustrato: La composición y estructura química del contaminante Volatilidad: es el proceso en el cual un contaminante se difunde desde la fase sólida o liquida a la fase gaseosa Densidad : La densidad de los hidrocarburos es expresada convencionalmente en Grados API (American Petroleum Institute). Viscosidad : Este parámetro es una medida de la resistencia interna de una sustancia a fluir.
FACTORES BIOLÓGICOS: Para que una técnica de Biorremediación opere eficientemente, deben cumplirse varias condiciones:
El residuo debe ser susceptible de biodegradarse biológicamente, y presentarse en una forma física que sea susceptible a los microorganismos.
Deben estar disponibles los microorganismos apropiados.
Las condiciones ambientales (como el pH, la temperatura y el nivel de oxígeno) deben ser las apropiadas
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5. TIPOS DE BIORREMEDIACIÓN Básicamente, los procesos de Biorremediación pueden ser de tres tipos:
REMEDIACIÓN MICROBIANA
TIPOS DE BIORREMEDIACIÓN:
DEGRADACIÓN ENZIMATICA FITORREMEDIACIÓN
A. REMEDIACIÓN MICROBIANA En este tipo de remediación se usan microorganismos directamente en el foco de la contaminación. Los microorganismos utilizados en Biorremediación pueden ser los ya existentes (autóctonos) en el sitio contaminado o pueden provenir de otros ecosistemas, en cuyo caso deben ser agregados o inoculados. Cuando no es necesaria la inoculación de microorganismos, suelen administrarse más nutrientes con el fin de acelerar el proceso. La descontaminación se produce debido a la capacidad natural que tienen ciertos organismos de transformar moléculas orgánicas en sustancias más pequeñas, que resultan menos tóxicas. El hombre ha aprendido a aprovechar estos procesos metabólicos de los microorganismos. De esta forma, los microorganismos que pueden degradar compuestos tóxicos para el ambiente y convertirlos en compuestos inocuos o menos tóxicos, se aprovechan en el proceso de Biorremediación. De esta forma, reducen la polución de los sistemas acuáticos y terrestres. Existen, por ejemplo, bacterias que pueden degradar con relativa facilidad petróleo y sus derivados, benceno, tolueno, acetona, pesticidas, herbicidas, éteres, alcoholes simples, entre otros. Los metales pesados como uranio, cadmio y mercurio no son biodegradables, pero las bacterias pueden concentrarlos de tal manera de aislarlos para que sean eliminados más fácilmente.
B. DEGRADACIÓN ENZIMÁTICA Este tipo de degradación consiste en el empleo de enzimas en el sitio contaminado con el fin de degradar las sustancias nocivas. Estas enzimas se obtienen en cantidades industriales por bacterias que las producen naturalmente, o por bacterias modificadas genéticamente que son comercializadas por las empresas biotecnológicas. Por ejemplo, existe un amplio número de industrias de procesamiento de alimentos que producen residuos que necesariamente deben ser posteriormente tratados. En estos casos, se aplican grupos de enzimas que hidrolizar (rompen) polímeros complejos para
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luego terminar de degradarlos con el uso de microorganismos. Un ejemplo lo constituyen las enzimas lipasas (que degradan lípidos) que se usan junto a cultivos bacterianos para eliminar los depósitos de grasa procedentes de las paredes de las tuberías que transportan los efluentes. Otras enzimas que rompen polímeros utilizados de forma similar son las celulosas, proteinasas y amilasas, que degradan celulosa, proteínas y almidón, respectivamente. Además de hidrolizar estos polímeros, existen enzimas capaces de degradar compuestos altamente tóxicos. Estas enzimas son utilizadas en tratamientos en donde los microorganismos no pueden desarrollarse debido a la alta toxicidad de los contaminantes. Por ejemplo, se emplea la enzima peroxidasa para iniciar la degradación de fenoles y aminas aromáticas presentes en aguas residuales de muchas industrias.
Ventajas:
Algunos procesos degradativos ocurren en forma más rápida con plantas que con microorganismos. Es un método apropiado para descontaminar superficies grandes o para finalizar la descontaminación de áreas restringidas en plazos largos.
Desventajas:
Los tiempos del proceso pueden ser muy prolongados. La biodisponibilidad de los compuestos o metales es un factor limitante de la captación.
6. APLICACIONES DE LA BIORREMEDIACIÓN BIORREMEDIACION
ATENUACION NATURAL
BIOESTIMULACION
IN SITU
EX SITU
BIOAUMENTACION
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a. ATEN UACI ÓN NATURAL
También llamada Biorremediación natural o intrínseca. Es la llevada a cabo por los organismos autóctonos del medio afectado por lo que depende de las habilidades metabólicas de éstos. Básicamente se distinguen dos modelos: aeróbica y anaeróbica.
b. I N – SI TU
Acelera el proceso en el mismo medio modificando las condiciones ambientales (pH, nutrientes, humedad, temperatura, oxígeno, etc.), añadiendo nutrientes para multiplicar los microorganismos del lugar, o inoculando otros más eficaces al vertido. La adición de nutrientes es la opción más económica y la que ofrece más posibilidades de éxito hoy en día.
o
o
Bioestimulación: introducción de modificaciones en el medio ambiente (aporte de nutrientes, aireación, etc.) para favorecer o potenciar la Biorremediación intrínseca. En muchos casos será suficiente añadir aceptores de electrones (oxígeno, nitratos, etc.) pero en otros hay que aportar nutrientes (como N y P), ajustar el pH, aportar cometabolitos, etc. Bioaumentación: consiste en la adición de microorganismos especializados al medio con el fin de potenciar la remediación.
c. EX – SITU El contaminante se extrae y se degrada en otro sitio y/o en condiciones controladas de laboratorio. No obstante, se trata de un proceso más caro y que no puede realizarse en la mayoría de las ocasiones.
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VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LAS TECNOLOGÍAS DE REMEDIACION IN SITU Y EX SITU IN SITU
VENTAJAS
DEVENTAJAS
Permiten tratar el suelo sin necesidad de excavar ni transportar. Disminución en costos Mayores tiempos de tratamiento. Pueden ser inseguros en cuanto a uniformidad: heterogeneidad en las características del suelo. Dificultad para verificar la eficacia del proceso
EX SITU
Menor tiempo de tratamiento. Más seguros en cuanto a uniformidad: es posible homogeneizar y muestrear periódicamente. Necesidad de excavar el suelo. Aumento en costos e ingeniería para equipos. Debe considerarse la manipulación del material y la posible exposición al contaminante
7. FACTORES QUE DETERMINAN LA EFICACIA DE LA BIORREMEDIACIÓN
Propiedades del contaminante: básicamente nos referimos a su biodegradabilidad. Por ejemplo, si nos referimos al petróleo, los hidrocarburos lineales se degradan más rápidamente que los ramificados. La presencia de dobles enlaces, anillos aromáticos y diversas sustituciones químicas hacen una molécula más resistente a su biodegradación.
Presencia de comunidades microbianas adecuadas: los microorganismos pueden ser autóctonos (Biorremediación intrínseca, atenuación natural) o añadidos al sistema para mejorar la degradación (Bioaumentación).
Disponibilidad del contaminante: es un factor crítico, tan importante como la presencia de comunidades microbianas adecuadas. Depende de su solubilidad, estado de oxidación, adsorción a componentes del suelo.
Naturaleza del medio contaminado: puede afectar al crecimiento microbiano y al metabolismo del compuesto en cuestión. Por ejemplo, permeabilidad, temperatura, presencia o ausencia de nutrientes orgánicos, oxígeno u otros aceptores de electrones, pH, etc.
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Toxicidad : la toxicidad de un compuesto afecta a la capacidad de organismo para asimilarlo.
De acuerdo al grafico anterior podemos explicar lo siguiente:
Necesidad de nutrientes: El metabolismo microbiano está orientado a la reproducción de los organismos y éstos requieren que los elementos químicos se encuentren disponibles para su asimilación y sintetización. Los nutrientes principales son el fósforo y el nitrógeno. Por lo general suele haber en el suelo una concentración de nutrientes suficiente, sin embargo, si estos no se encontrasen en proporción suficiente se puede adicionar mayor cantidad. pH del suelo : afecta significativamente a la actividad microbiana ya que el crecimiento de la mayor parte de los microorganismos es máximo dentro de un intervalo de pH situado entre 6 y 8. Así mismo el pH también afecta a la solubilidad del fósforo y al transporte de metales pesados en el suelo. La acidificación o la reducción del pH en el suelo se puede realizar adicionando azufre o compuestos de azufre. Temperatura: generalmente las especies bacterianas crecen a intervalos de temperatura bastante reducidos (entre 15 y 45 ºC), decreciendo la biodegradación por desnaturalización de las enzimas a temperaturas superiores a 40 ºC e inhibiéndose a inferiores a 0 ºC.
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Humedad : los microorganismos requieren unas condiciones mínimas de humedad para su crecimiento. El agua forma parte del plasma bacteriano y sirve como medio de transporte de los compuestos orgánicos y de los nutrientes hasta el interior de las células. Un exceso de humedad inhibirá el crecimiento bacteriano al reducir la concentración de oxígeno en el suelo. Estructura química del hidrocarburo: la biodegradabilidad de un hidrocarburo depende de su estructura molecular. Los parámetros que más van a afectar son la halogenación, la existencia de ramificaciones, la baja solubilidad en el agua y la diferente carga atómica.
8. BIORREMEDIACION POR BACTERIAS Un elevado número de bacterias existen naturalmente en suelos y sitios destinados a los residuos. Algunas de ellas degradan lentamente los diferentes tipos de contaminantes, en especial la materia orgánica. Se han identificado bacterias que podrían usarse para remover residuos de pesticidas del suelo, por ejemplo: Agrobacterium, Pseudomonas, Bacillus, Clostridium, Corynebacterium, Flavobacterium, Klebsiella, Xanthomonas. VENTA JAS Y DESVEN TAJAS DEL USO DE BACTERI AS PARA BI ORREM EDI ACI ÓN:
VENTAJAS:
Menor costo que las tecnologías convencionales.
Los contaminantes son usualmente convertidos a productos inocuos.
Los contaminantes son destruidos, no simplemente transferidos a otros medios ambientales.
Puede ser integrado con otras tecnologías.
La Remediación Bacteriana a menudo toma menos tiempo que otras opciones de tratamiento (con plantas u hongos).
No se genera daño de segundo grado al ambiente.
DESVENTAJAS:
Puede no reducir la concentración de contaminantes al nivel deseado.
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Existen algunas preocupaciones de que los productos de biodegradación pueden ser más persistentes o tóxicos que el compuesto original.
No existe una definición aceptada de "limpio", evaluar el funcionamiento de la remediación bacteriana es difícil, y no hay criterios de valoración aceptables para los tratamientos de este tipo de Biorremediación.
A. BIORREMEDIACIÓN DE HIDROCARBUROS Uno de los problemas ambientales más importantes de la actualidad es la contaminación de ecosistemas terrestres y acuáticos por derrames de hidrocarburos de petróleo y sus derivados. En el caso de los suelos, las principales consecuencias ambientales que se presentan después de un evento de contaminación por hidrocarburos son: la reducción o inhibición del desarrollo de la cobertura vegetal en el lugar del derrame, cambios en la dinámica poblacional de la fauna, de la biota microbiana y contaminación por infiltración a cuerpos de agua subterráneos. Además del impacto ambiental negativo, los derrames de hidrocarburos generan impactos de tipo económico, social y de salud pública en las zonas aledañas al lugar afectado.
Degradación de hidrocarburos alifáticos:
Las bacterias producen enzimas (monooxigenasas) que “rompen” la molécula contaminante en
partes digeribles por los demás seres vivos. Degradación de hidrocarburos aromáticos: Las bacterias para degradarlos rompen el anillo aromático que estos compuestos presentan y que pueden ser muy variados.
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A.1 BACTERI AS H I DROCARBONOCLÁSTI CAS
Son verdaderos especialistas en degradar hidrocarburos (no metabolizan ni azúcares, ni aminoácidos ni otras fuentes de C habituales). Destacan los géneros Alcanivorax (especializados en degradar alcanos) y Cycloclasticus (asimila sólo hidrocarburos aromáticos). En ambos casos se trata de bacterias marinas que están presentes en pequeñas proporciones en el agua de mar pero que llegan a ser predominantes en aguas contaminadas con petróleo. En aguas no contaminadas se alimentan de los hidrocarburos producidos por algas y otros organismos marinos.
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A.2 PRI NCI PALE S BACTERIAS DEGRADAD ORES DE PETRÓL EO
Bacterias
Erwinia
Achrornobacter
Flavobacterium
Acinetobacter
Klebsiella
Actinomyces
Lactobacillus
Aeromonas
Leumthrix
Alcaligenes
Moraxella
Arthrobacter
Nocardia
Bacillus
Peptococcus
Beneckea
Pseudomonas
Brevebacterium
Sarcina
Coryneforms
Spherotilus
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Spirillum
Xanthomyces
Streptomyces Vibrio
a. Pseudomonas
Pseudomonas putida: solo pueden degradar los hidrocarburos aromáticos que forma el petróleo.
Pseudomonas aeuriginosa: es capaz de crecer en combustibles como queroseno o gasóleo; capaz de nutrirse de hidrocarburos, causando daños de corrosión microbiana.
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b. Flavobacterium Es un género bacteriano perteneciente al grupo de las flavobacterias organotrofas, es decir que se alimentan de todo de tipo de compuestos orgánicos entre los que se encuentran los hidrocarburos. Este género se alimenta principalmente de alcanos y alquenos. Se trata de bacilos aerobios, inmóviles y Gram negativos.
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c. Bacillus
Bacillus cereus y Bacillus circulans: Devoran los hidrocarburos para obtener nutrientes; metabolizan los compuestos del petróleo y devuelven al medio ambiente sustancias químicas simples, que ya no son dañinas.
B. BIORREMEDIACION DE METALES PESADOS Otra importante área de contaminación es la que originan los metales pesados, en este caso el mecanismo bioquímico microbiano no es la degradación del átomo contaminante, sino que se produce un cambio en el estado de oxidación del metal para su detoxificación.
Hace que se vuelva por el contrario más soluble Hacerlo en si menos tóxico para los organismos del medio.
Para la biodegradación de estos metales, se hace uso de la fitorremediación utilizando plantas transgénicas que si tienen la capacidad de concentrar las toxinas en sus partes aéreas las cuales pueden ser cosechadas y eliminadas
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PRI NCI PALE S BACTERI AS DEGRADAD ORAS DE M ETAL ES PESADOS
a. Micrococcus Se han utilizado en Biorremediación para consumir y digerir disolventes y metales pesados, incluso en espacios altamente radiactivos.
b. Geobacter sulfurreducens
G. sulfurreducens es un bacilo gramnegativo no fermentador, anaerobio obligado e inmóvil, comúnmente hallado en el suelo. Tiene una extraordinaria capacidad para oxidar compuestos orgánicos y reducir metales (incluyendo hierro, uranio, tecnecio y cromo, metales radioactivos y compuestos derivados del petróleo) en compuestos que son precipitados para su descontaminación. La bacteria fue capaz, en 50 días, de eliminar el 70% del uranio de un acuífero subterráneo contaminado.
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C. BIORREMEDIACION DE INSECTICIDAS La acción de las bacterias del suelo sobre los pesticidas es probablemente el mecanismo de descomposición más importante. Las bacterias obtienen alimento y energía para su crecimiento por descomposición de estos compuestos orgánicos.
Degradación del Al dri n:
La bacteria Bacillus licheniformis metaboliza el aldrin (pesticida).
Se sabe que los plaguicidas organoclorados como el aldrin y el lindano pueden
Alterar el desarrollo de los mamíferos y los invertebrados marinos.
9. USO
DE ORGANISMOS BIORREMEDIACIÓN
MODIFICADOS
GENÉTICAMENTE
EN
En los últimos años, los avances en ingeniería genética han permitido el desarrollo de organismos transgénicos. Y la Biorremediación hace uso de esta nueva tecnología para resolver varios problemas de contaminación. El futuro promete aún más. 21
Muchos grupos de investigación están desarrollando en el laboratorio, plantas y microorganismos genéticamente modificados para ser mejores agentes de Biorremediación, es decir que degraden mejor o más eficientemente a los agentes contaminantes. Por ejemplo, se puede utilizar material genético de bacterias resistentes a metales para insertarlo en el genoma de una planta que, entonces, adquiriría esta nueva característica. Un grupo de investigación utilizó un gen llamado merA, que codifica para la enzima reductasa del ion mercúrico, altamente tóxico, que cataliza su reducción hasta la forma volátil y poco tóxica de mercurio elemental, gaseoso en condiciones de temperatura no muy elevadas. Estos investigadores, consiguieron la transferencia del gen bacteriano merA a cultivos de Liriodendro tulipifera (álamo amarillo). El gen se expresó adecuadamente en ese material vegetal, de modo que las plántulas regeneradas germinaron y crecieron vigorosamente en los medios de cultivo, que contenían niveles de iones mercurio que son normalmente tóxicos, siendo capaces de captarlo en su forma iónica y de reducirlo en el interior de la planta, tras lo cual era liberado en la forma gaseosa no tóxica. Esta investigación ha abierto el camino para que en el futuro sea posible realizar plantaciones arbóreas transgénicas que, mediante este proceso de fitovolatilización u otros parecidos, sean capaces de descontaminar terrenos con altos niveles de contaminantes. Se están perfeccionando nuevos métodos de biotecnología para el tratamiento del agua, que eliminarán los compuestos que contengan fósforo, nitrógeno y azufre. Este bioprocesamiento se está extendiendo a varios procesos industriales, entre ellos los de las industrias petroquímicas, químicas y mineras, con el uso de bacterias oxidantes. La Biorremediación mediante bacterias ofrece grandes posibilidades de limpiar y descontaminar sistemas complejos y gracias a sus ventajas económicas y ambientales será una de las tecnologías más desarrolladas durante este siglo. Se están utilizando cepas especializadas de microorganismos de alta actividad para tratar agentes contaminantes en diferentes sectores, como las industrias que utilizan catalizadores, las textiles, las curtiembres, el procesamiento de celulosa y almidón, la galvanoplastia, la minería, el desengrasado y recubrimiento de superficies y la impresión.
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IV.
CONCLUSIONES
Concluimos que la Biorremediación es de mucha ayuda para la restauración de ambientes contaminados por diversos tipos.
No todas las bacterias pueden remediar el mismo ambiente contaminado; hay ciertas bacterias que solo degradan hidrocarburos; mas no metales pesados.
Se aprendió que debe de haber ciertos factores en el ambiente para poder aplicar los procesos de Biorremediación.
Conocer las ventajas y desventajas de la biorremediación de bacterias es de gran importancia para nuestra vida profesional.
V.
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