Ciclos Biogeoquímicos Biorremediación

¿Que es la BIORREMEDIACIÓN?

• Es un proceso que utiliza las habilidades catalíticas de los organismos vivos para transformar contaminantes en productos inocuos o menos tóxico tanto en ecosistemas terrestres como acuáticos.

BIORREMEDIACIÓN: Objetivo

• Búsqueda de procesos que aceleren la degradación de los contaminantes presentes en el ambiente para reducir de forma progresiva los efectos perniciosos que producen sobre los ecosistemas y la salud humana.

CONTAMINANTES • POR ACUMULACIÓN DE TÓXICOS

• POR ELIMINACIÓN DE mo

BENEFICIOSOS

Procesos de BIORREMEDIACIÓN

EX SITU

IN SITU

• Degradación enzimática: Empleo de enzimas en el sitio contaminado con el fin de degradar sustancias nocivas.

• Remediación microbiana: Uso de microorganismos directamente en el foco de contaminación. Se les puede administrar más nutrientes, como fósforo o nitrógeno con el fin de acelerar el proceso.

• Fitorremediación: Uso de plantas para limpiar ambientes contaminados. Pueden absorber, acumular y/o tolerar altas concentraciones de contaminantes.

BIORREMEDIACIÓN Ventajas

• Técnica muy segura, ya que depende de microorganismos que existen normalmente en los suelos.

• Es una técnica in situ , lo que evita la necesidad de trasladar el suelo , e incluso el contacto de los trabajadores con el suelo o el agua contaminada.

• No requiere tanto equipamiento ni trabajo, por lo tanto, implica un menor costo económico.

BIORREMEDIACIÓN: microorganismos utilizados

• Hongos

• Algas

• Bacterias nativas

• Bacterias exógenas

• Enzimas producidas por microorganismos

• Plantas

Metales Pesados

• Un metal pesado es un miembro de un grupo de elementos no muy bien definido que exhibe propiedades metálicas.

• Su toxicidad depende de las concentraciones en que se presenten y el tipo de especie que forman en el medio. Metales tóxicos

Toxicidad de los Metales Pesados

Depende de 3 factores:

• Concentración en la que se encuentran: Metales como el Arsénico , en concentraciones minúsculas ,se consideran necesarias para el buen funcionamiento del los organismos. Si ésta aumenta pueden ser tóxicos para los mismos.

• Tipo de estado que forman en un medio específico: Sólo ciertos estados con determinadas cargas son tóxicas.

• Persistencia del contaminante: los metales pesados no pueden ser degradados o descompuestos.

Transformaciones mediadas por MO

.Interacciones metal-microbiota

Son componentes fundamentales de los ciclos biogeoquímicos.

.Biotecnología ambiental

Implementar métodos de

.remoción

.recuperación de metales pesados

.detoxificación

Biotransformación

.Proceso que involucra un cambio químico sobre el metal pesado

(Estado de oxidación o metilación)

.Transformación biológica

mediada por enzimas

Resultado: .compuestos poco solubles en agua .compuestos volátiles.

Transformación de metales pesados

“Dependiendo del estado de Oxidación de un metal y la especie que conforme, un MO puede realizar dos transformaciones posibles”

Movilización Inmovilización .Biolixiviación .Biosorción .Bioacumulación .Biomineralización .Biotransformación .Quimiosorción

Transformación de metales pesados

Movilización: “mecanismos de solubilización”

.Biolixiviación:

.Utilizado en la industria minera

.Metales presentes en minerales son extraídos en fase acuosa

.Ejemplo: obtención de Cu por oxidación de menas de Cu por bacterias como Thiobacillus ferroxidans y Thiobacillus thiooxidans

Transformación de metales pesados

.Inmovilización: “mecanismos de insolubilización”

.Biosorción:

.Fenómeno utilizado en biorremediación de metales como Cd, Cr, Pb, Ni, etc.

.MO son capaces de retener el metal mediante una interacción fisicoquímica del metal con grupos funcionales (hidroxilo, carboxilo, amino, etc) expuestos hacia el exterior celular

Transformación de metales pesados

.Bioacumulación:

.Mecanismo celular basado en el transporte activo del metal a través de la membrana

.Prot Metalotioneinas secuestran el metal y son capaces de acumularlo.

.Ejemplo: acumulación de Uranio por Pseudomonas aeruginosa y la levadura Saccaromyces cerevisiae