Biorremediación Review on Bioremediation of Polluted Environment: A Management Tool (Kumar.A , Bisht.B.S , Joshi.V.D , Dhewa.T) Luis Alejandro Quintero Bernal Manuel José Rico Arango 14 Noviembre 2017

ÍNDICE Definición de Biorremediación según artículo “Review on Bioremediation of polluted environment: a management tool “. Resumen del Artículo. Estudios de Caso

¿Que es la biorremediación Según Kumar.A, Bisht, Joshi, Dhewa,T.? “La biorremediación es el término utilizado para describir las estrategias biológicas aplicables a la reparación del medio ambiente dañado,mediante factores biológicos.” “La biorremediación se puede definir como cualquier proceso que utiliza microorganismos o sus enzimas para devolver el medio ambiente alterado por contaminantes a su condición original. La biorremediación se puede emplear con el fin de atacar a contaminantes específicos o un enfoque más general”

En resumen... La expansión rápida y el incremento de la sofisticación de las industrias químicas en el último siglo, han significado que ha habido incremento de los niveles de compuestos tóxicos efluentes, siendo liberados en el medioambiente Los científicos tienen que poner sus esfuerzos para buscar organismos con mejor biodegradación cinética para una variedad de contaminantes con una amplitud de hábitats ambientales. La biorremediación es una opción de destruir o de dejar inofensivos varios contaminantes usando actividad biológica natural(Catalisis) Muchos trabajadores como: Odu, 1978; Sloan, 1987; Ijah and Antai, 1988entre otros, Han descrito varias aplicaciones de microorganismos en la biorremediación de la contaminación del petróleo con resultados alentadores.

Cabe resaltar que... “La biorremediación no es la panacea sino más bien una alternativa proceso natural a métodos tales como la incineración, la destrucción catalítica, el uso de adsorbentes, y la eliminación física y la posterior destrucción de contaminantes.” “Como otras tecnologías, la biorremediación tiene sus propias limitaciones. Algunos contaminantes, como los orgánicos clorados o los altos hidrocarburos aromáticos, son resistentes a los ataques microbianos.”

Enfoques de la investigación en Biorremediación Cometabolismo: “La transformación de un compuesto, llamado cosustrato, en presencia obligada de un sustrato durante el crecimiento o por células en reposo en ausencia del sustrato de crecimiento.” (García-Rivero & Peralta-Pérez, 2008) 2. Biotratamiento:

Enfoques de la investigación en Biorremediación 4. Modelado de los procesos biogeoquímicos / Modelos de Atenuación. Interacción los componentes de las distintas esferas de nuestro planeta (Geósfera, Hidrósfera, Atmósfera, Biósfera). Reconocer las distintas formas en las que se presentan los nutrientes en el planeta e identificar los reservorios de cada nutrientes, los flujos y procesos involucrados.Esta información permite construir modelos que facilitan su comprensión. (Valdés, 2012) 3. Cinética de biotransformación: Genera modelo cinético de reacción que nos permite predecir la velocidad de biotransformación de una molécula. (Torres, Gutiérrez, Aroca, & Huerta, 2009)

Biotecnología en Gestión de la Contaminación Las técnicas convencionales utilizadas para la remediación han sido: Enterrar los tóxicos de sitios contaminados Eliminar a un vertedero: Inconvenientes de estos procesos: Simplemente mueve la contaminación en otro lugar y puede crear riesgos significativos en la excavación, la manipulación y el transporte de material peligroso. Sólo es una solución provisional ya que la contaminación permanece en el sitio

Principios de biorremediación Bioaumentación: Cuando los microorganismos son importados a un sitio contaminado para mejorar la degradación. Los microorganismos deben atacan enzimáticamente los contaminantes y las convierten a productos inocuos. Los hidrocarburos aromáticos orgánicos o altas clorados, son resistentes al ataque microbiano.Ellos se degradan lentamente, ya sea o no en todos, por lo tanto, no es fácil de predecir las tasas de limpieza para un ejercicio de biorremediación.

Las Poblaciones Los microbios: pueden adaptarse y crecer a temperaturas bajo cero, así como el calor extremo, las condiciones del desierto, en agua, con un exceso de oxígeno y en condiciones anaeróbicas, con la presencia de compuestos peligrosos o en cualquier flujo de residuos. Los requisitos principales son una fuente de energía y una fuente de carbono. pseudomonas putida: 1974 capaz de degradar petróleo Tomado de ; http://www.alamy.com/stock-photo-sem-pseudomonas-putida-4969894.html

Grupos de microorganismos: Aerobios: Pseudomonas, Alcaligenes, Sphingomonas, Rhodococcus, y Mycobacterium (degradar plaguicidas e hidrocarburos, tanto alcanos y compuestos poliaromáticos. Muchas de estas bacterias utilizan el contaminante como la única fuente de carbono y energía.) Anaerobios: usadas para la biorremediación de los bifenilos policlorados (PCB) en los sedimentos de río, decloración del tricloroetileno disolvente (TCE) y cloroformo. Hongos ligninolíticos: hongo de la pudrición blanca Chrysosporium Phanaerochaete.

Metallireducens Geobacter 4. Metilotrofos: Metallireducens Geobacter: elimina el uranio, un desperdicio radiactivo, desde las aguas de drenaje en las operaciones de minería y de las aguas subterráneas contaminadas. Metallireducens Geobacter Tomado de: https://fineartamerica.com/featured/geobacter-metallireducens-bacteria-tem-derek-lovley.html

Tipos de Biorremediación 1. In Situ 2. Ex situ No hay necesidad de excavar o eliminar la suciedad o el agua con el fin de lograr la remediación. En biodegradación situ implica el suministro de oxígeno y nutrientes mediante la circulación de soluciones acuosas a través de suelos contaminados para estimular la bacteria de origen natural para degradar contaminantes orgánicos. Este proceso requiere la excavación de suelo o de bombeo de agua subterránea contaminada para facilitar la degradación microbiana. Clasificación según estado del contaminante a eliminar: Sistema de Fase Sólida. Sistema Fase Suspención Biorremediación Intrinseca. Ingeniería biorremediación In situ

Ademas: Fase Purín de la Biorremediación La tierra contaminada se combina con agua y otros aditivos en un tanque grande llamado un biorreactor y se mezcla para mantener a los microorganismos, que ya están presentes en el suelo, en contacto con los contaminantes en el suelo. se añaden nutrientes y oxígeno. Biorreactores. Bioventilación. Bioburbujeo. Bioaumentación.

Ventajas Desventajas En lugar de transferir contaminantes de un medio ambiente a otro, por ejemplo, de la tierra al agua o aire, la destrucción completa de los contaminantes diana es posible. La biorremediación a menudo puede llevarse a cabo en el sitio, a menudo sin causar una interrupción importante de las actividades normales. Existen algunas preocupaciones de que los productos de biodegradación pueden ser más persistente o tóxico que el compuesto original. Los procesos biológicos son a menudo altamente específico. factores del sitio importantes que se requieren para el éxito incluyen la presencia de poblaciones metabólicamente capaces microbianas, las condiciones de crecimiento ambientales adecuadas, y niveles adecuados de nutrientes y contaminantes.

Algunos Ejemplos: Caso de estudio 1: Biorremediacion de suelos y aguas contaminadas con cobre(Escherichia coli) A pesar de que es famosa por provocar enfermedades en los humanos ya que en exceso es potencialmente toxico, el cobre es un elemento esencial para los organismos Ciertas cepas de Escherichia coli podían detoxificar medios líquidos con altas concentraciones de cobre. Las cepas de E. coli presentaron una mayor captura del cobre cuando los sobrenadantes tienen un pH superior a 5 Con una sola extracción bacteriana se recuperaba el 90% del metal. Cuando es CuSO4 (Sulfato cuprico), se deben hacer hasta 3 extraccions bacterianas para eliminar el 90% de ella en solución.

Caso de estudio 2: Estudio del potencial de degradación de hidrocarburos por acinetobacter sp y pseudomonas putida en suelos contaminados La explotación de este combustible natural implica el vertido voluntario o involuntario de hidrocarburos en el agua, el suelo y el aire. Esta contaminación puede tratarse por medios físicos, químicos y biológicos Los microorganismos que se utilizan usualmente en este último caso para la degradación de los hidrocarburos son las bacterias gram negativo Acinetobacter sp. es un cocobacilo gram negativo aeróbico reconocido por su capacidad para degradar las fracciones alifáticas del petróleo. Pseudomonas putida es un bacilo gram negativo aeróbico reconocido por su capacidad para degradar las fracciones aromáticas del petróleo.

Los estudios realizados por Instituto Tecnológico de Costa Rica, Escuela de Biología, en el año 2004 concluyen que: P. putida aparece en la literatura como un microorganismo capaz de degradar el tolueno, se observó una muerte instantánea al colocar a estas bacterias en presencia del hidrocarburo. Sin embargo, su pudo observar un ligero crecimiento sobre diesel. Por su lado, Acinetobacter sp. degradó el diesel, el hexadecano y el decano y creció sobre el tolueno. El octano constituye un sustrato tóxico para la cepa. La acinetobacter Resultan ser mejores biodegradadores de los hidrocarburos que las pseudonomas.

Bibliografía García-Rivero, M., & Peralta-Pérez, M. R. (2008). COMETABOLISMO EN LA BIODEGRADACIÓN DE HIDROCARBUROS. REVISTA MEXICANA DE INGENIERÍA QUÍMICA , 1-12. Torres, D., Gutiérrez, M., Aroca, G., & Huerta, S. (2009). MODELADO DE LA CINÉTICA DE BIOTRANSFORMACIÓN TIPO BAEYER-VILLIGER. Sociedad Mexicana de Biotecnología y Bioingeniería (pág. 1). Acapulco: Sociedad Mexicana de Biotecnología y Bioingeniería. Valdés, A. (2012). Facultad de ciencias Universidad de Chile. Recuperado el 11 de Noviembre de 2017, de www.u-cursos.cl/ciencias/2012/1/EC120/1/material_docente/