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Rizorremediacion

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by

Laura Castrillon

on 17 November 2011

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Transcript of Rizorremediacion

Introducción Metales pesados Salud animal
y vegetal Cambios en la permeabilidad de las membranas Reacciones con los grupos tiol Sustitución de metales esenciales Bioacumulables y Biomagnificables Problemática
ambiental


Inadecuada disposición de los desechos
Elevada tasa de crecimiento de las industrias
Formas químicas menos nocivas
Persistencia por miles y millones de años Actividades antropogénicas Mineria artesanal
Desechos Industriales
Uso indiscriminado de agroquimicos Técnicas de
Remediación Químicas Físicas Biológicas Excavación
traslado del suelo Quelación
Solidificación
Inmovilización

Biorremediación
Fitorremediación
Surgieron a finales del siglo XX
Alternativa a los tratamientos físicos y Químicos
Aprovechan el metabolismo de las plantas y microorganismos
Son amigables con el ambiente
Disminuyen el impacto ambiental
No utilizan combustibles fósiles
Tienen una mayor costo-efectividad



Biorremediación
Es el uso microorganismos
vivos para acelerar los
procesos de degradacion
natural de los agentes
contaminantes Estrategias biotecnológicas
de remediación Fitorremediación
Uso de plantas para: remover o
acumular o inmovilizar los contaminantes
Fitorremediación
Ser capaces de tolerar el elemento en la raíz
Capacidad de acumular grandes cantidades del elemento en las hojas
Tener un mecanismo eficiente de traslocación
Que la absorción del elemente sea mas rápida que la tasa de solubilización del mismo en el suelo Protección contra la herbivoria y fitopatógenos
Mecanismos alelopáticos
Exposición continua
Evolución 400-450 especies de plantas hiperacumuladoras
45 Familias botánicas
25% Familia Brassicaceae: Thlaspi y Allysum
Alyssum Thlaspi B.juncea Biorremediación "in situ" Se lleva a cabo en la zona
contaminada, se divide en:
Bio-Atenuación
Bio-Estimulación
Bio-Aumentación
"ex situ" Requiere la excavación del suelo y su traslado a una zona de tratamiento
Incluye:
Labranza
Compostaje
Biopilas
Biorreactores Estudio de la población nativa del suelo contaminado con capacidad de degradar
Consorcios microbianos
Técnicas de encapsulamiento
Organismos geneticamente modificados OGM's
Capacidad metabólica
Población degradadora
Nativos
Genéticamente modificados

Microorganismos Ambiente (Suelo) Temperatura
Humedad
pH
Contenido de arcilla
Aceptores de electrones
Potencial Redox
Exudados
Contaminantes Toxicidad
Concentración
Especiación
Disponibilidad
Solubilidad
Persistencia
Biodisponibilidad Formas ionícas
disponibles Sideróforos
Biosurfactentes
Fitoquelatinas
Metalotioneinas,
Ácidos orgánicos
Protones
Asociaciones simbióticas
Quelantes químicos:
EDTA. HEPTA, DTPA
etc. Rizosféra Hiltner (1904)
zona entre las raíces de las plantas y el suelo que las circunda
1mm
Conformada por tres elementos: suelo, raíces y microorganismos (Khan et al. 2005, Pilon-Smits et al. 2005) Efecto Rizósfera Comunidad rizosférica Aumento de 14 veces la población Predominio de Bacterias Gram Negativas Géneros: Grupos: Rizorremediación Promoción de crecimiento Biodisponibilidad Trasformación La rizorremediación es una técnica
que aprovecha la simbiosis entre
las plantas y los microorganismos de la rizosfera
para remover los contaminantes. (Nichols et al. 1996) Gradiente quimiostático
Proteinas de Transporte Mecanismos Absorción Traslocación Secuestro vacuolar Detoxificación Movilización Aumentar las concentraciones
el elemento en la savia: ATPasas tipo P HMA (Heavy Metals Transporting):
Cationes Monovalentes Cu y As
Cationes Divalentes Zn, Co, Cd y Pb
Familia de proteínas MATE: Expulsión y secuestro
FRD3:Sobreexpresada en A.halleri y T. caerulescens
Super Familia de Proteínas OTP:
YSL: Transporte de Zn y Ni en T. caerulescens Vacuolas acumuladas a nivel de la epidermis,
los tricomas, la cutícula, las células subsidiarias
y las células guardianas de los estomas.
CDF (Facilitadores de difusión de cationes) o MPT’s: Transporte del citoplasma a organelas y RE de Zn2+, Fe2+,Cd2+, Co2+ y Mn2+
CPX-ATPasas: Secuestro vacuolar y bombas de flujo de Cu, Zn,Cd y Pb en Arabidopsis
Transportadores antiporte CaCA:
MHX intercambio vacuolar Mg2+ y Zn2+/H+ en A. halleri y A.thaliana.
Superfamilia de transportadores de membrana ABC:
BombaPst: Transporta As en E.coli
ZnuABC: Transporte de Zn
Los metales son acomplejados por ligandos como grupos sulfhídrico, los radicales amino, fosfatos, carboxilo e hidroxilo, los ácidos cítrico, málico y la histidina, metionina y los péptidos como metalotioneinas y fitoquelatinas

Histidina: Forma complejos estables con Ni, Zn y Cd
Ácidos cítrico y málico: Unión a metales en ambiente ácido Glutatión: Actividad antioxidante Metalotioneinas: Papel en la homeostasis de los metales
Ventajas Desventajas Puede aplicarse "in situ"
No genera residuos
Puede utilizar plantas nativas

Perspectivas Moravia: Zona de calamidad pública
(Res 31 Junio 2006)
Caracterización de los contaminantes:
Pb>Ni>Cr>Hg>Cd
Efectos sobre la fauna y la flora
Especies con potencial fitorremediador
(Sánchez-Pinzón et al. 2010) Antioquia Según Marcelo Veiga, ONU
Primer puesto en contaminación
per capita del mundo por cuenta de
la mineria artesanal (El Tiempo 2011)

Ciénaga grande de Santa Marta Rhizophora mangle: Hojas, tallo y raices
Zn>Cu>Cd>Pb (Naranjo-Sánchez y Trocoso-Olivo 2008)
Caracterización de los contaminantes

Posibles técnicas de remediación Tipos
Concentraciones
Efectos sobre la fauna y la flora Definición del alcance
Posibilidades de implementación
Ventajas y beneficios
Posibilidades técnicas
Conclusiones La rizorremediación se perfila como una fitotecnología promisoria para la recuperación de zonas contaminadas antropogénicamente con metales pesados. Es necesario realizar mayor cantidad de estudios tanto a nivel de laboratorio como en campo, para determinar su potencialidad en ambientes colombiano Con respecto a las nuevas tecnologías de remediación de suelos, es claro que se requiere de mayores estudios que sienten las bases para la elucidación de las complejas interacciones que se llevan a cabo entre las raíces y sus exudados; entre estos últimos y los microorganismos rizosféricos e incluso entre la dinámica de las diferentes especies microbianas encontradas en el suelo, especialmente en la rizósfera. Deben realizarse más estudios sobre las posibilidades de aplicación de las diferentes fitotecnologías teniendo en cuenta las condiciones geológicas y climáticas específicas de Colombia. Agradecimientos:
Los autores agradecen el apoyo del grupo GDCON, por facilitar información para la elaboración de esta revisión bibliográfica y realizar críticas constructivas para mejorar el texto Involucra la adicion de microorganismos
Se desconocen los efectos de muchas interacciones
Existen pocos estudios al respecto
NºAtómico>20;
densidad >5g/cm-3 (Vardayar y Ingole 2006) (Kabata-Pendias 1983, Ghosh y Singh 2005) (FAO 2004, OMS 1997, Alloway y Hooda 1998) Imagen tomada de: http://lacienciaenpractica.blogspot.com/2010/12/practica-movie-maker-imagenes.html (Wang et al. 2009) (Ghorbani 2002, Navarro-Noya 2010) (Peter 1999, Roane et al. 1996, Warren et al. 2003) (Khan et al. 2005, Pilon-Smits 2005) (Boopathy 2000, Crawford y Crawford 1996,Iwamoto y Nasu 2001 ) Beskoski et al. 2011, Dary et al. 2010,
Ta Chen et al. 2010) (Pilon-Smits 2005) (Atlas 1995, Vidali et al. 2001) Imagen tomada de: Pilon-Smits 2005 Imagen tomada de Rascio y Navarro Izzo 2011 (Brooks et al. 1977,Chaney et al. 1997) (Barcelo y Poschenrieder 2003, Verbruggen et al. 2008) (Verbruggen et al. 2008) INE. Disponible en>http://www2.ine.gob.mx/publicaciones/libros/459/cap4.html Adaptado de Yang et al. 2005 En Colombia, Arbeli 2009, Del Rio y Uribe 2009, Cardona et al. 2009, Sánchez-Leal y Arguello-Arias 2006 y Vallejo et al. 2005.

No se encontraton, de acuerdo a nuestro conocimiento, estudios de rizorremediación para metales pesados en Colombia (Cardona et al. 2009)
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