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Seminario Bacteriología

Bioremediacion by landfarming

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Transcript of Seminario Bacteriología

Bioremedación Daniel Bejarano
Alejandro Cuenca
Silvia Ramirez Bioremeciación por landfarming Aplicaciones Contros de investigacion y petroleras Conclusiones Variables que afectan el landfarming Generalidades De la teoría a la practica Técnicas en bioremediación Taxonomía, ecología y fisiología de microorganismo involucrados Desventajas y ventajas de uso de bacterias en bioremedación Bioquímica y rutas metabólicas de microorganismos involucrados Que es la bioremedación? Comparación Antecedentes El proceso en el que microbios ,típicamente bacteria o hongos filamentosos, degradan químicos peligrosos a compuestos menos tóxicos o notóxicos,uso de organismos vivos, componentes celulares y enzimas libres, con el fin de realizar una mineralización de compuestos contaminantes Que es la biorremediacion Organismo utilizados en bioremediacion Pseudomonas auroginosa Gram –
Cocobacilo
Aerobia estricta
No fermentativa
No motil
Oxidasa negativo
Ampliamente distribuida
Común en hospitales
Multiresistente a antibióticos Acinetobacter Gram –
Bacilo
Aerobia
Motilidad unipolar
Secreta pigmentos
Corrosión microbiana
Ampliamente distribuida
Patógena (Piocianina)
Muy sensible a antibióticos pero... Gram +
Bacilo
Aerobio o anaerobio facultativo
Esporulado
Organismo modelo
Catalasa positivo
Ampliamente distribuida en suelo
Raramente intoxicación alimentaria Gram +
Pared muy gruesa
Coco
Aerobia
Mucha información en plásmido
DNA rico en G-C
Ampliamente distribuida en suelo y agua Bacillus subtilis Micrococcus sp. Pseudomonas Ramnolípidos Pseudomonas aeruginosa Pseudomonas putida Otras Pseudomonas Producción de un biosurfactante que facilita la degradación de hidrocarburos.
El biosurfactante es un conjunto de moléculas entre las que se cuentan lipopolisacáridos, polisacáridos, lipoproteínas y proteínas.
Descompone gran cantidad de alcanos. Acinobacter sp. Según la estructura particular de cada hidrocarburo diferentes enzimas se encargan de su digestión y degradación.
Para los alcanos lineales existe una sola vía de oxidación en la cual son transformados en ácidos grasos para su posterior b-oxidación. Degradación. Una enzima mono-oxigenasa transfiere un átomo de oxigeno al metil terminal del alcano convirtiendo este en un alcohol.
Una enzima deshidrogenasa acaba de oxidar el alcohol convirtiéndolo en un ácido.
Como resultado se obtiene un ácido graso que se puede b-oxidar. Metabolismo de los alcanos Producen biosurfactantes que solubilizan y facilitan la entrada de los hidrocarburos a través de la pared celular.

Contienen enzimas degradadoras de hidrocarburos en la membrana citoplasmática. Degradación de alcanos hasta el n-hexadecano.

Mineralización de compuestos alifáticos en condiciones aeróbias.

Degradar hidrocarburos aromáticos y poli-cíclicos aromáticos. Degrada alcanos a aldehídos gracias a la acción de la enzima hidroperoxidasa de n-alquil.

El gen para la enzima hidroperoxidasa de n-alquil se encuentra en un plásmido de esta bacteria.

No puede degradas los hidrocarburos poli-cíclicos aromáticos.

Posee la enzima Tolueno desoxigenasa específica para degradar este compuesto. Pseudomona fluorescens: Degrada el naftaleno y el fenantreno.

Pseudomona stutzeri: Degrada Hidrocarburos poli-aromáticos. Historia de la bioremediación Parametros en bioremediación Generalidades Biofiltracion: Consiste en introducir aire contaminado a bioreactores donde algunos microorganismos degradarán las sustancias tóxicas. (sólo sirve para contaminantes volátiles).
Bioventing / Bioestimulacion: Consite en la saturación del suelo con O2. Esto genera degradación de hidrocarburos por volatilización y además estimula microorganismos degradadores. Técnicas convencionales de Biorremediación. Biosparging: Saturación del suelo con O2 y nutrientes. Busca estimular los microorganismos autóctonos capaces de degradar los contaminantes.
Landfarming: Sembrado de material contaminante con bacterias y nutrientes específicos. Busca que los contaminantes sean neutralizados mediante su conversión a sustratos metabólicos.
Biopilas
Compost Las técnicas más usadas son:
Bioventeo o Bioaireacióno Bioventing
Inyección de aire a presióno Biosparging
Atenuación natural
Bioestimulación
Bioaumentacion TECNICAS Remediación de hidrocarburos en el suelo
REMEDIACIÓN BACTERIANA DE COMPUESTOS ORGANOCLORADOS
DECLORACIÓN AERÓBICA
REMEDIACIÓN BACTERIANA DE METALES PESADOS
REMEDIACIÓN BACTERIANA DE COMPUESTOS RADIOACTIVOS
BIOREEMEDACION ANAEROBICA- Bioalimentacion:
BIORREMEDIACION DEL AGUA - Biorremedaciones de iones Antecedentes de landfarming Técnica de biorremediación cuya principal función es la reducción de hidrocarburos en suelos contaminados.

Es efectiva en el tratamiento de suelos contaminados con hidrocarburos de petróleo tales como combustible diesel, aceites, hidrocarburos poli-cíclicos aromáticos y algunos pesticidas. Generalidades de Landfarming En el Landfarming se busca la degradación de contaminantes mediante su biodigestión.

Algunas bacterias cultivadas adecuadamente son capaces de biodegradar hidrocarburos.

Un hidrocarburo se biodegrada cuando es utilizado por una bacteria para producir energía (metabolismo). Mecanismo de acción.

Residuos aceitosos e hidrocarburos + Microorganismos aeróbicos  CO2 + H2O. Objetivo general. El tratamiento de suelos contaminados se realiza en ¨piscinas¨ impermeabilizadas y divididas en cuadrantes. Se controla la producción de lixiviados. Sistema de Landfarming. Los materiales a tratar deben ser mezclados con tierra que posea los nutrientes y las bacterias. La relación debe ser de 1 a 4 respectivamente.

La tierra sembrada en la piscina no debe superar los 50cm de altura y debe ser constantemente removida para asegurar la entrada de O2. Eficiencia Temperatura: La temperatura depende del lugar geográfico en el que se encuentre la planta de landfarming. Entre más alta sea la temperatura mayor será la acción de las bacterias en contra de los contaminantes.
Una temperatura muy baja significa un descenso en la viscosidad de los hidrocarburos. Esto impide su digestión. Factores ambientales necesarios. pH: La degradación de hidrocarburos se ve favorecida en pH cercanos a 7. pH menores de 6 inhiben la acción bacteriana.

Salinidad: La salinidad debe ser baja para una correcta degradación. Altas concentraciones salinas inhiben la degradación de compuestos aromáticos. Nutrientes: Los residuos aceitosos comúnmente tratados presentan muy bajas concentraciones de nitrógeno y fósforo. Estos elementos deben ser adicionados junto con los fertilizantes para un eficaz crecimiento bacteriano. Como se hace y en donde? 1956 1980 Primeras patentes en remediación Se mejora la eficiencia de la bioremediación
Uso de aire y peroxido 1970 Desarrollo de técnicas "convencionales"
Experimentación en el laboratorio
Primeros métodos con excavación
Landfarming 1990 Todo
Fitoremeciacion
Mezcla de técnicas Hoy Primeras investigaciones en potencial de los microorganismos en remediar la contaminación
Tema exploratorio
Se acoge el nombre de "bioremediacion"
Empresas petroleras Montaje experimental de landfarming y eficiencia Centro de investigación en Colombia y enfoques (CIMIC) Dirigido por: Jenny Dussan, Martha Josefina Vives, Lucía Cristina Lozano
Historia: «Dada la gran diversidad de microorganismos en nuestro país y la importancia de sus interacciones en los diferentes ecosistemas, el Centro de Investigaciones Microbiológicas-CIMIC tiene como misión la investigación en microbiología ambiental molecular, enfocada a la utilización de los microorganismos en procesos de aplicación ambiental»
Líneas de investigación: Bioprospección, Bioseguridad, Control Biológico y BIORREMEDICION: Compuestos aromaticos, metales pesados y landfarming Comercializacion y mercadeo Consiste en la inyección forzada de O2 para estimular la volatilización de hidrocarburos y el crecimiento bacteriano.

Es aplicable a hidrocarburos del petróleo, disolventes no clorados y algunos plaguicidas. Bioventing No es eficaz contra los compuestos clorados.

Emite vapores potencialmente contaminantes.

Su eficacia se ve reducida en condiciones de baja humedad y temperatura. Limitaciones del Bioventing Consiste en la estimulación de los microorganismos del suelo mediante la adición de soluciones acuosas ricas en nutrientes.

Es eficaz contra hidrocarburos poli-aromáticos (PAHs), compuestos orgánicos volátiles (VOCs) y BTEX. Biosparging Puede contaminar aguas subterraneas si hay filtración.

Se requiere un tratamiento al agua extraída luego del proceso.

Se necesita un control adecuado de los lixiviados. Limitaciones del Biosparging Leandro Pellini 2006. ¨Biorremediación estimulada por efluentes cloacales tratados de suelos contaminados con hidrocarburos¨. Escuela Superior de Salud y Ambiente, Universidad Nacional del Comahue. Recuperado el día 20 de Abril del 2013. http://www.tesis.bioetica.org/lp1.htm
Joaquín Benavides López de Mesa, Gladis Quintero, Andrea Liliana Guevara Vizcaíno, Diana Carolina Jaimes Cáceres, Sandra Milena Gutiérrez Riaño, Johanna Miranda García 2006. ¨Bioremediación de suelos contaminados con hidrocarburos derivados del petróleo¨. Recuperado el día 20 de Abril del 2013.http://www.unicolmayor.edu.co/invest_nova/NOVA/ARTREVIS1_5.pdf
Uribe del Rio 2009. ¨Tratamiento de aceites, lodos de plantas de tratamiento de aguas residuales y emulsiones provenientes del proceso de decapado, laminación y galvanización del acero a través de la biorremediación de suelos: Landfarming.¨ Recuperado el día 20 de Abril del 2013.
http://www.redisa.uji.es/artSim2009/TratamientoYValorizacion/Tratamiento%20de%20aceites%20lodos%20de%20planta%20de%20tratamiento%20de%20agua%20residuales%20y%20emulsiones%20provenientes%20del%20proceso%20de%20decapado%20laminaci%C3%B3n%20y%20galvanizaci%C3%B3n%20del%20acero.pdf
Caroline Braibant Wayens 2004. ¨Estudio del potencial de degradación de los hidrocarburos por Acinetobacter sp. y Pseudomonas putida para su aplicación en la biorremediación de suelos contaminados¨ Recuperado el día 20 de Abril del 2013. http://bibliodigital.itcr.ac.cr:8080/xmlui/bitstream/handle/2238/206/pr%C3%A1ctica.pdf?sequence=1
  Bibliografía Las técnicas de biorremediación son eficaces para reducir y neutralizar los contaminantes orgánicos e inorgánicos del ambiente.
Mediante una supervisión adecuada la biorremediación no debe generar ningún desecho tóxico para el hombre o el medio ambiente.
En lo posible la biorremediación debe hacerse usando microorganismos autóctonos para no influir negativamente sobre el ecosistema.
La técnica de Landfarming es un método sencillo y seguro para eliminar del suelo los desechos de hidrocarburos.
La biorremediación por Landfarming es la solución ideal para reducir el gran daño ecológico que han causado los actos de terrorismo en Colombia. Marin, J. Hernandez,T. Garcia, C. (2008) Bioremediation of oil refinery sludge by landfarming in semiarid conditions: Influence on soil microbial activity; Environmental Research; Volumen 98 #2; Pag. 185-195; Recuperado el día 25 de Febrero del 2013 de la base de datos www.sciencedirect.com.
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