¡Descarga bioremediació microbiana y más Monografías, Ensayos en PDF de Biología solo en Docsity!
Microorganismes i contaminants xenobiòtics: Biodegradabilitat i efectes ecològics. Biomagnificació Assaigs de biodegradabilitat Sembra microbiana i bioenginyeria per a la bioremediació microbiana Processos metabòlics microbians implicats en l’eliminació de diferents contaminants: casos reals i resolucions adoptades Pràctiques: Encapsulació de Saccharomyces cerevisiae Cinètica de fermentació alcohòlica bioremediació microbiana
o Atlas, Ronald M.; Bartha, Richard; Guerrero, Ricardo. Ecología microbiana y microbiología ambiental. 2a ed. Madrid: Ed. Addison Wesley, 2002 o Articles científics i documents d’entitats oficials (referències en transparències)
bioremediació microbiana
Presència de compostos diferents als resultants d’un procés evolutiu: orgànics persistents : compostos que resisteixen la degradació en grau variable. Es poden acabar degradant, però la vida mitja és molt elevada i s’acaben dispersant en l’ambient. xenobiòtics : compostos sintetitzats per l’home, d’estructura química poc freqüent o inexistent; majoria de compostos persistents enllaços químics no reconeguts per enzims existents.
BRA microbiana: tecnologia basada en l’aprofitament de les capacitats metabòliques dels microorganismes per a la destrucció dels contaminants dels sòls, sediments de platges i aigües subterrànies (Alexander, 1999). Ampliació: enzims, vegetals … No inclou: tractament d’aigües residuals (biològic, químic, físic)
Evolució lenta i gradual dels bio- polímers naturals i paral·lelament, de vies catabòliques microbianes en resposta als nous compostos formats al llarg de mils de milions d’anys tot compost natural pot ser degradat si es donen les condicions ambientals adequades. Si les condicions de biodegradació no son adverses, no hi ha grans acumulacions.
Bioremediació microbiana (microorganismes: μorg)
o George M. Robinson, 1960, va experimentar amb μorg en medi contaminat amb petroli... o Per que es doni bioremediació microbiana, cal que: les condicions ambientals permetin el creixement in situ dels μorg els contaminants siguin susceptibles a la transformació metabòlica realitzada per μorg (innocus pels μorg ) la transformació no tingui efectes secundaris adversos pels ecosistemes (productes resultats innocus) o El μorg pot degradar totalment o parcial, o immobilitzar el contaminant Es treballa en cercar soques eficaces, en la selecció i, millora genètica (MMG?)
bioremediació microbiana
Intrínsecs
Extrínsecs
Implícits
nutrients: exigents, poc exigents, adaptats a vegetals (pectinases, pigments ...), etc. acidesa (pH): acidòfils, neutròfils, alcalinòfils Aw: osmo i halotolerants, halòfils, xeròfils, osmòfils potencial redox: aerobis estrictes, anaerobis facultatius, anaerobis estrictes, anaerobis aerotolerants
temperatura: hipertermòfils, termòfils, mesòfils, psicròfils, psicrotròfics, (termodúrics) humitat tensió d’oxígen antagonisme: inhibició d’un μorg enfront un segon sinergisme: benefici entre 2 espècies de μorg, Influència dels factors medials en el creixement: Osense que hi hagi associació obligatòria
temperatura, pH, efectes osmòtics, relació entre μorg.
respiració aeròbica (condicions aeròbiques , O 2 com a oxidant). C 6 H 6 + 7.5 O 2 → 6CO 2 + 3H 2 O respiració anaeròbia (condicions anaeròbiques , no O 2 ). C 6 H 6 + 6NO -^3 + 24H+^ → 6HCO -^3 + 3N 2 C 6 H 6 + 30Fe(OH) 3 + 24HCO - 3 + 24H+^ → 30FeCO 3 + 72H 2 O C 6 H 6 + 3,75 SO 4 2-^ + 1,5 H+^ + 3H 2 O → 6HCO 3 -^ + 3,75 H 2 S
Benzè
1- biomineralització: degradació completa dels compostos orgànics
persistents a CO 2 , H 2 O, NO - 3 , altres compostos inorgànics.
Rhodococcus erythropolis, Novosphingobium pentaromativorans ....
bioremediació microbiana
2-clor –fenol:^ Pseudomonas ... Cl - (^) + CO 2
http://edafologia.ugr.es/conta/tema13/evol.htm
2- transformació o formació compostos que poden ser ≥
complexes que els inicials (no biomineralització)
DDT Phanerochaeta chrysosporium
bioremediació microbiana^ Basidiomicet, sapròfit de vegetals,degradador lignina
Diclor-DifenilTricloroetà
Diclor-DifenilDicloroEtilè
Diclor-DifenilDicloroetà
Degradation of biphenyl and Growth of Pseudomonas
pseudoalcaligenes and Burkholderia xenovorans
The enzymes of the ‘upper’ pathway are: a) BphA biphenyl 2,3-dioxygenase, b) BphB dehydrogenase, c) BphC 2,3- dihydroxybiphenyl 1,2-dioxygenase, i d) BphD 2-hydroxy-6-oxo-6-phenylhexa- 2,4-dienoate hydrolase. The enzymes of the ‘lower’ pathway are: a) 2-hydroxypenta-2,4-dienoate hydratase i b) 4-hydroxy-2-oxovalerate hydrolase.
bioremediació microbiana
Hughes et al. 2011. Biodegradation, 22; 741-
(A) Growth of P. pseudoalcaligenes KF707 and (B) Burkholderia xenovorans on 4-4’-difluorobiphenyl (square) and 2,3,4,5,6- pentafluorobiphenyl (triangle)
bioremediació microbiana
Hughes et al. 2011. Biodegradation, 22; 741-
Bacteri, gram neg, Burkholderiaceae , aerobic, no esporulat, sòl
Burkholderia xenovorans
biosorció (independent del metabolisme): adsorció de metalls a la biomassa microbiana (viva o morta): sorció química de metalls amb grups de components cel·lulars sorció química incrementada per μorg o sorció química millorada biològicament: sorció química de cations metàl·lics a un precipitat de la superfície cel·lular (format pel μorg)
diferents processos de sorció
bioremediació microbiana: metalls
biosorció
Sargassum ( alga) , Nostoc minutum (cianobacteri ), Rhizopus ( fong) ...
Biosorció de cadmi (%) per Nostoc minutum en presència de nitrogen intercanvi iònic Concentració de Cd: 20 mg/l (● ) NaNO (^3) (o) sense font de nitrogen.
Biosorció Cd (%) (50 mg/L) Biomassa lliure Biomassa immobilitzada 34.0 +/- 1.5 52.0 +/- 3.
Ferrari et al. Acta Toxicol. Argent. 2004. 12, 1: 19-
bioremediació microbiana: metalls
temps (h) Captació(mg Cu) % captació 1 15,75 2, 2 19,06 3, 6 22,03 5, 24 6,41 2,
1,00E+
1,00E+
1,00E+
1,00E+
1,00E+
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
mg Cu UFC/mL
Agrobacterium radiobacter (CuSO 4 , 1,5 mM)
(Montero i Fabré (2004) Captació bacteriana de coure. U.B)
bioremediació microbiana: metalls
Cd, Fe, Hg, Ni, Pl, Ur, Zn …
bioremediació microbiana: metalls
Bioacumulació microbiana
no tòxica. Exemples: Mn en Lactobacillus, fosfats en fongs, As en Halomonadaceae .... tòxica: metall pesant: Co, Sn, Cr, Ni, Cd, Tl... aplicacions: aleacions metàl·liques, catalitzadors → tòxics radioisòtops ( 137 Cs .. líquens) origen: proves termonuclears, extracció, eliminació i processat d’urani, eliminació de residus nuclears, operacions rutinàries de centrals elèctriques nuclears, i en accidents d’aquestes instal·lacions. → tòxics
bioremediació microbiana: metalls
Arsènic Cadmi Mercuri plom On es troba Escorça,fabricació plaguicides,esmalts, ind. vidre.
Escorça (pocaquantitat), subproducteprocessos producció de metalls, fabricaciópigments, revestimentsmetàl·lics.
Fabricaciótermòmetres,interru ptors elèctrics ipiles. Erupcions volcàniques, erosióroques. Incineració de residus urbans,carbó, producció clor.
Escorça terrestre.Fabricació bateries, plaguicides, cristall,ceràmiques, colorants, pintures,esmalts, soldadures i municions.
Viesexposició Dieta, inhalació itòpica Dieta, aigua beguda itabac Dieta, aiguabeguda Aliments i aigua Toxicitat Sordesa i goll,dolors gastrointestinals,alteracions cardiovasculars idel SNC, patologies renalsi càncer.
Problemesgastrointestinals i respiratoris,nefropatia càdmica, bronquitis, rinitis,càncer pròstata i pulmó.
Tremolors,convulsions, incapacitat percaminar, i mort.
Problemesgastrointestinals i neurològics, anèmia idanys en cervell i ronyons. Avortamentsi pèrdua qualitat de l’esperma.
bioremediació microbiana: metalls
