UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS FILIAL PIURA FACULTAD DE INGENIERIAS Y ARQUITECTURA ESCUELA DE INGENIERIA AMBIENTAL
2018
NITROSOMONAS
CURSO: Microbiología Ambiental DOCENTE: Carmen Alburqueque Atoche ALUMNA: Rosa Guerra Calderón
Contenido 1.
NITRIFICACION ................................................................................................................. 2 1.1.
BACTERIAS NITRIFICANTES .................................................................................... 2
1.1.1. 1.2.
NITROSACIÓN ................................................................................................... 3
NITROSOMONAS ...................................................................................................... 3
1.2.1.
Nitrosomonas europaea...................................................................................... 4
1.2.2.
Nitrosomonas eutropha ...................................................................................... 4
1.2.3.
MORFOLOGÍA: ................................................................................................... 5
1.3.
OXIDACIÓN DE AMONÍACO A NITRATO ............................................................ 5
1.4.
Factores que controlan la Nitrificación .................................................................... 6
1.4.1.
TEMPERATURA .................................................................................................. 6
1.4.2.
OXIGENO ............................................................................................................ 6
1.4.3.
DBO5 .................................................................................................................... 6
1.4.4.
PRESENCIA DE SUSTANCIAS TÓXICAS ......................................................... 6
1.4.5.
Ph .......................................................................................................................... 6
1.5.
IMPORTANCIA DE LA NITRIFICACION ................................................................ 7
1.
NITRIFICACION
La nitrificación es el proceso por el cual varias especies de bacterias comunes en los suelos son capaces de oxidar el amoníaco o el ión amonio. Un grupo de bacterias oxida el amoníaco o ión amonio a nitrito y luego otro grupo lo oxida a nitrato. No se conoce ningún quimiolitótrofo que lleve a cabo la oxidación completa de amonio a nitrato; por ello, la nitrificación en la naturaleza resulta de la acción secuencial de dos grupos separados de organismos, las bacterias oxidantes de amoníaco o nitrosificantes y las bacterias oxidantes de nitritos.
1.1.
BACTERIAS NITRIFICANTES
Las bacterias nitrificantes son organismos quimiolitotróficos que incluyen especies de los géneros Nitrosomonas, Nitrosococcus, Nitrobacter y Nitrococcus. Estas bacterias consiguen su energía por la oxidación de los compuestos inorgánicos del nitrógeno. Muchas especies de bacterias nitrificantes tienen sistemas complejos de membrana interna que son donde residen las enzimas clave en la nitrificación: amoníaco monooxigenasa que oxida amoníaco a hidroxilamina, y nitrito oxidorreductasa, que oxida nitrito a nitrato. Por tanto, podemos distinguir dos tipos de nitrificantes: los que convierten amoniaco, o sales amoniacas, en nitritos y los que convierten este nitrito en nitrato
1.1.1.
NITROSACIÓN
Es la oxidación de amónico para obtener nitrito (NO2). Lo realizan bacterias de los géneros Nitrosomonas y Nitrosococcus. Bacterias nitrificantes que oxidan el amoníaco
Género
Hábitats
Características
Nitrosomonas
Suelo, alcantarillado, agua dulce, marino
Gram-negativas, bastoncillos alargados , móviles (flagelos polares); Membranas internas
agrupadas en vesículas aplastadas periféricas
Nitrosococcus
Agua dulce, marino
Cocos grandes, móviles, membranas vesiculares o periféricas
Nitrosospira
Suelo
Espirales, móviles (peritrichous flagella); sin sistema de membrana obvio
1.2.
NITROSOMONAS
Son microorganismos unicelulares, Gram negativas que pertenecen a la familia de las Nitrobacteriáceas. Se alimentan de compuestos inorgánicos y tienen un metabolismo aeróbico es decir necesitan oxígeno para vivir, son móviles y consumen Amoniaco (NH3) como su principal fuente de energía. Esta bacteria rara oxida amoníaco en nitrito como un proceso metabólico. El género se encuentra en el suelo, las aguas residuales, agua potable, especialmente en áreas contaminadas que contienen altos niveles de nitrógeno compuestos. Nitrosomonas prefiere un pH óptimo de 6.0-9.0 y una temperatura 35 ° C.
Reino: Bacteria Filo: Proteobacteria Clase: BetaProteobacteria Orden: Nitrosomonadales Familia: Nitrosomonadaeae Género: Nitrosomonas
1.2.1.
Especies: N. aestuarii N. communis N. europaea N. eutropha
Nitrosomonas europaea
Es un quimilitotrofico Gram-negativo que puede derivar toda su energía y reductor para el crecimiento de la oxidación de amoníaco a nitrito y vive en varios lugares como suelo, aguas residuales, agua dulce, paredes de edificios y en la superficie de monumentos especialmente en áreas contaminadas donde el aire contiene altos niveles de compuestos de nitrógeno. Debido a las grandes cantidades de amoníaco que esta bacteria necesita consumir para que la energía se divida, la división celular puede demorar varios días. Esta es quizás una razón por la cual este microbio no se estudia mucho. Se ha demostrado que este microbio es una bacteria del suelo oxidante del amoníaco y se sabe que tiene una gama de sustratos que podrían ser útiles en la biorremediación.
1.2.2.
Nitrosomonas eutropha
Es un gramnegativo móvil que metaboliza el amoníaco como fuente de energía.
MORFOLOGÍA:
1.2.3.
1.3.
Forma de bastoncillos alargados Tiñe de color rojo en la tinción Gram (Gram-negativas) Motil se mueve por flagelos polares Membranas internas agrupadas en vesículas aplastadas periféricas
OXIDACIÓN DE AMONÍACO A NITRATO
La nitrificación en la naturaleza es un proceso de oxidación en dos pasos: de amonio (NH4+) o amoníaco (NH3) a nitrato (NO3−) catalizada por dos grupos bacterianos ubicuos. La primera reacción es la oxidación de amonio a nitrito por
bacterias oxidantes del amoniaco (AOB) representadas por el género "Nitrosomonas". La segunda reacción es la oxidación del nitrito (NO2−) por las
bacterias oxidantes de nitritos (NOB), representado por el género "Nitrobacter".
Primer
paso de la nitrificación
La oxidación del amonio la realizan las bacterias Nitrosomonas. En un primer paso, la enzima amonio mono-oxigenasa (AMO) transforma al amonio en hidroxilamina, que posteriormente se convierte en nitrito, mediante la hidroxilamina óxidoreductasa. Durante esta etapa ocurre el mayor consumo de oxígeno, además de que se generan iones hidrógeno, propiciando en el medio un descenso del pH consumiéndose parte de la alcalinidad del medio. La enzima AMO es membranal, mientras que la HAO se localiza en el periplasma. La oxidación de la hidroxilamina aporta 4 electrones, único sitio reductor en donde se genera energía, lo que explica por qué estas bacterias tienen un rendimiento de crecimiento muy bajo.
1.4.
Factores que controlan la Nitrificación
Algunos de los factores que controlan la nitrificación y el crecimiento microbiano son la temperatura, el oxígeno, presencia de sustancias tóxicas y el pH.
1.4.1.
TEMPERATURA
Los procesos de nitrificación ocurren en un intervalo de temperatura que oscila entre 4-45°C, siendo 35°C la temperatura óptima para las bacterias Nitrosomonas. El crecimiento decrece un 50% a 18 ºC y entre 8 ºC y 10 ºC la eficacia se reduce en un 75% y a menos de 4 ºC ya no hay actividad.
1.4.2.
OXIGENO
No hay nitrificación sin O2, la concentración optima de O2, es similar a la atmosférica. Suelos con buena estructura favorecen el intercambio de gases y mantienen niveles óptimos de O2.
1.4.3.
DBO
Cuando la concentración de materia orgánica biodegradable es alta, las bacterias heterótrofas o bacterias que usan el carbono orgánico, dominan la población bacteriana. Normalmente, la población de bacterias nitrificantes será suficientemente grande para empezar el proceso de nitrificación cuando la DBO cae por debajo de los 80 mg/l.
1.4.4.
PRESENCIA DE SUSTANCIAS TÓXICAS
Los compuestos más tóxicos para los nitrificantes son: cianuros, tiourea, anilinas y metales pesados (plata, mercurio, níquel, cromo, cobre y zinc). El crecimiento de las bacterias nitrificantes se inhibe por la presencia de materia orgánica y esto se debe, al agotamiento de oxígeno que producen la presencia de los microorganismos heterótrofos y no a que la materia orgánica les sea tóxica. 1.4.5.
Ph
El rango óptimo en agua dulce esta entre 7,3 y 7,8. Por debajo o por arriba, su ritmo se ralentiza. En agua salada esta entre 8,0 y 8,3, fuera de este intervalo ocurre como en agua dulce. El Ph del suelo es óptimo a 8.5.
1.5.
IMPORTANCIA DE LA NITRIFICACION
Debido al ciclo del Nitrógeno, la presencia de nitratos y nitritos en el ambiente se da de manera natural; sin embargo, las actividades humanas modifican sus concentraciones y pueden hacer que estos compuestos sean potencialmente peligrosos para la salud humana y animal. Los nitratos en el suelo y en las aguas subterráneas se originan de la descomposición natural por microorganismos de materiales nitrogenados orgánicos como las proteínas de las plantas, animales y excretas de humanos y de animales. Las fuentes antropicas más importantes so n el uso de fertilizantes nitrogenados, la disposición de excretas y la disposición de desechos municipales e industriales. La nitrificación es un proceso clave en el ciclo del nitrógeno en muchos ecosistemas. Por ejemplo, en ecosistemas terrestres este proceso es de crucial importancia debido a que a la larga regula directa o indirectamente el balance del nitrógeno inorgánico (formas de N) en los suelos. La lixiviación de nitrato en las aguas subterráneas y la emisión de óxidos de nitrógeno desde los suelos.
