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FITORREMEDIACION

EXPO MICRO
by

Anggie Paola Montero Ariza

on 14 November 2012

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Transcript of FITORREMEDIACION

Fitorremediación Transporte de contaminantes Orgánicos Clases de Fitorremediacion Fitoextracción Sustratos sólidos (suelos y sedimentos): Sustratos Gaseosos Sustratos Líquidos La Fitorremediación permite detoxificar distintos sustratos • Sitios militares (TNT, metales, orgánicos) • Aire libre e interior (óxidos de nitrógeno, SO2, ozono, CO2, gases
neurotóxicos, partículas de hollín, e hidrocarburos halogenados volátiles) La fitoextracción o fitoacumulación consiste en la absorción de contaminantes por las raíces; es la capacidad de algunas plantas para acumular contaminantes en sus raíces, tallos o follaje. Se basa en los procesos que ocurren naturalmente por los cuales las plantas y los microorganismos rizosféricos descontaminan aguas y suelos mediante la extracción . Las plantas actúan como filtros biológicos que pueden descomponer o estabilizar metales pesados o bien degradar componentes orgánicos. • Sitios de tratamiento de maderas (hidrocarburos aromáticos policíclicos; PAHs) • Minas (metales) • Sitios industriales (orgánicos, metales, arsénico) • Campos agrícolas (herbicidas, pesticidas, metales, selenio) • Aguas residuales (nutrientes, metales) • Efluentes industriales (metales, selenio) • Aguas subterráneas (metales, compuestos orgánicos) • Efluentes de minería (metales) • Drenajes de agricultura (nutrientes, fertilizantes, metales, arsénico, selenio, boro, pesticidas orgánicos y herbicidas) Aprovecha la capacidad de ciertas plantas para absorber, acumular, metabolizar, volatilizar o estabilizar contaminantes presentes en el suelo, aire, agua o sedimentos como: metales pesados, metales radioactivos, compuestos orgánicos y compuestos derivados del petróleo. Estas fitotecnologías ofrecen numerosas ventajas en relación Algunas plantas tienen la capacidad para metabolizar o acumular compuestos orgánicos. Algunos compuestos orgánicos son utilizados por los microorganismos como fuente de carbono. Los compuestos alifáticos se degradan fácilmente por oxidaciones sucesivas. Los contaminantes orgánicos suelen ser menos tóxicos: no tienden a acumularse a altos niveles y son menos reactivos. Para la fitorremediación de contaminantes orgánicos se toma en cuenta los siguientes aspectos:

1. El metabolismo de los contaminantes al interior y al exterior de la planta (rizósfera).

2. Los procesos que conducen a la completa degradación de los contaminantes (mineralización).

3. La absorción de los contaminantes

Las plantas metabolizan los compuestos orgánicos a través de tres pasos secuenciales:

Fase I. Involucra la conversión/activación (oxidación, reducción e hidrólisis) de los compuestos orgánicos lipofílicos

Fase II. Permite la conjugación de los metabolitos de la fase I a una molécula hidrofílica endógena como los azúcares, aminoácidos y glutationa

Fase III. Promueve la compartimentalización de los compuestos orgánicos modificados en las vacuolas o formación de enlaces con los componentes de la pared celular como la lignina y la hemicelulosa. Transporte de Contaminantes
Inorgánicos Es un mecanismo que utiliza a la planta para desarrollar un sistema denso de raíces que le permite reducir la biodisponibilidad y la movilidad de los contaminantes evitando el transporte a capas subterráneas o a la atmósfera. Fitoestabilizacion Se produce a medida que las plantas en crecimiento absorben agua junto con los contaminantes orgánicos solubles.

Puede utilizarse para compuestos orgánicos con formas volátiles y para algunos compuestos inorgánicos que pueden existir en forma volátil (Se y Hg). Fitovolatilización Incorporados por procesos biológicos mediante transportadores de membrana, preexistentes porque son nutrientes o similares a ellos (arsenato y selenato son incorporados por transportadores de fosfato). Por ello, su captación es saturable.

Los contaminantes inorgánicos causan en general toxicidad por daños en la estructura celular (estrés oxidativo por su actividad redox) y reemplazan a otros nutrientes esenciales Rizofiltración Uso de raíces para absorber y adsorber contaminantes del agua y de otros efluentes acuosos. Fitoestimulaciòn En la fitoestimulación o rizodegradación las plantas generan los exudados radiculares que estimulan el crecimiento de los microorganismos nativos capaces de degradar compuestos orgánicos xenobióticos. Consiste en la transformación de los contaminantes orgánicos en moléculas más simples Fitodegradación Plantas Acuáticas Con base en sus formas de vida, las plantas utilizadas en los sistemas
de fitorremediación acuática se clasifican en tres grupos: Emergentes La raíz de estas plantas está enterrada en los sedimentos y su parte superior se extiende hacia arriba de la superficie de agua. Sus estructuras reproductoras están en la porción aérea de la planta. Carrizo (Phragmites communis) PLATANILLO (Sagitaria latifolia) TULE (Thypa dominguensis) Flotantes Se subdividen en dos grupos: Plantas de libre flotación (no fijas):

sus tallos y hojas se desarrollan sobre la superficie del agua. Sin embargo, sus raíces no están fijas en ningún sustrato y cuelgan en la columna de agua.

Sus estructuras vegetativas y reproductivas se mantienen emergentes Lirio Acuático (Eichhornia crassipes) Lenteja de agua (Lemna spp. y Salvinia minima). Plantas de hoja flotante (Fijas): Tienen sus hojas flotando sobre la superficie del agua, pero sus raíces están fijas en los sedimentos. NENÚFARES (Nymphaea elegans) (Nymphoides fallax) Sumergidas Se desarrollan debajo de la superficie del agua o completamente sumergidas. Sus órganos reproductores pueden presentarse sumergidos, emerger o quedar por encima de la Superficie de agua. Bejuquillo (Cerathophyllum demersum) (Phyllospadix torreyi) Pastos La eficiencia de remoción de contaminantes durante el proceso
de fitorremediación dependerá principalmente de la especie
de planta utilizada, el estado de crecimiento de las plantas, su
estacionalidad y el tipo de metal a remover. Por lo mismo, para
lograr buenos resultados, las plantas a utilizar deben tener las
siguientes características:

• Ser tolerantes a altas concentraciones de metales.
• Ser acumuladoras de metales.
• Tener una rápida tasa de crecimiento y alta productividad.
• Ser especies locales, representativas de la comunidad
natural.
• Ser fácilmente cosechables. CRITERIOS DE SELECCIÓN DE PLANTAS PARA LA FITORREMEDIACIÓN FITORREMEDIACION Y MICROORGANISMOS Las comunidades bacterianas asociadas a las raíces de las plantas hiperacumuladoras de metales desempeñan una función muy importante en el proceso de extracción del metal contenido en el suelo. Es por ello que la fitorremediación demanda del estudio de las comunidades microbianas relacionadas con estas plantas y de las interacciones que los microorganismos establecen con estas Los microorganismos del suelo exudan compuestos orgánicos que estimulan la biodisponibilidad y facilitan la absorción de la raíz de una gran variedad de iones de metal que incluyen Fe 2+, Mn 2+ y posiblemente Cd 2+ (Bural, Dixon y Glick, 2000).
Además se conocen bacterias quimiolitótrofas que poseen mecanismos de transferencia y movilización de metales, modificando las propiedades químicas del suelo rizosférico con efectos subsecuentes en la movilidad del metal contaminante Entre las especies de hongos formadores de micorrizas identificadas en suelos ricos en metales se encuentran: Eutrophosphora spp., Gigaspora spp. y Glomus spp. En las hifas de Glomus mosseae el Cd 2+ es secuestrado por restricción debido a la síntesis fúngica de glicoproteínas insolubles como la glomalina (Khan, 2006). La acumulación de Cd y Ni en plantas de Cannabis sativa cultivadas sobre suelos contaminados con estos metales e inoculados con Glomus mosseae fue mayor que en plantas no infectadas por hongos micorrizógenos. La micorrización permite la translocación de los metales de las raíces a los retoños favoreciendo la fitoextracción del metal (Citterio et al., 2005); por ejemplo, las micorrizas en maíz aumentan la absorción de Cd 2+ y Zn 2+ (Shen, Christie y Li, 2006). Las relaciones establecidas entre Glomus mosseae y algunas bacterias permiten que se aumenten en la rizosfera las actividades deshidrogenasa, fosfatasa y – glucoxidasa (Vivas et al., 2006). Las poblaciones microbianas rizosféricas parecen tener un importante impacto en la
fitorremediación de sitios contaminados por metales pesados. Afectan la movilidad y captación del metal en la planta por liberación de agentes quelantes, acidificación del suelo, solubilización de fosfatos y reacciones Redox, además producen fitohormonas que promueven el crecimiento vegetal. Las interacciones establecidas entre los metales presentes en el suelo, las plantas hiperacumuladoras y la microbiota de estos ecosistemas son estudiadas en profundidad en el contexto de la biotecnología ambiental, con el objetivo de implementar métodos factibles de remoción, recuperación o destoxificación de metales pesados (Khan, 2006). SISTEMAS DE FITORREMEDIACIÓN Los humedales son áreas que se caracterizan por tener un suelo saturado de agua y una comunidad viviente (plantas y animales) adaptados a la vida acuática o a un suelo saturado. El término humedal (wetland, en inglés) se usa para definir áreas que tienen tres componentes típicos:

• Presencia de agua: el área permanece inundada permanente o periódicamente con una profundidad menor
de un metro.
• Suelos característicos: clasificados como hídricos.
• Vegetación: prevalecen las plantas macrófitas adaptadasa las condiciones hidrológicas y del suelo. Humedales Artificiales Sistemas de Tratamiento de
plantas Acuaticas Flotantes Sistema de tratamiento con plantas acuáticas flotantes: pueden ser estanques semiconstruidos o naturales, donde se mantienen plantas flotantes para tratar aguas residuales. Humedales construidos: se definen como un complejo de sustratos saturados, vegetación emergente y subemergente, animales y agua que simula los humedales naturales, diseñado y hecho por el hombre para su beneficio.
Sistema de tratamiento integral: es una combinación de los dos sistemas anteriores. Sistema de tratamiento Integral Se ha demostrado que estos sistemas pueden remover eficientemente fosfatos, nitratos, fenoles, pesticidas, metales pesados, elementos radiactivos, fluoruros, bacterias y virus, de aguas residuales municipales, agrícolas e industriales, incluyendo las industrias: lechera, de pulpa y papel, textil, azucarera, de curtiduría, de destilería, aceitera, de galvanizado y metalurgia. Sistema de Rizofiltración Fitorremediación: La alternativa para absorber metales en los Bio solidos. Estudio de Caso!!!
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