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