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Factores bióticos y abióticos que condicionan la
biorremediación por Pseudomonas en suelos
contaminados por hidrocarburos
- LA CONTAMINACIÓN DEL SUELO Y SU ESTRUCTURA QUE SE DA
POR INTERVENCIÓN HUMANA EN EL MEDIO AMBIENTE
- ANTES DE SEGUIR DEBEMOS SABER:
- ¿Cómo está estructurado el suelo?
- Dividido en tres capas
- - EL HORIZONTE A
Donde abunda la
materia
orgánica(Humus)
junto las bacterias
facilita la
degradación de
hidrocarburos
- - El Horizonte B o Subsuelo
Se compone de fragmentos
de roca cumpliendo funciones
de filtración
- - El Horizonte C Está
compuesto de material
rocoso sin intervención
química o física
- - EL HORIZONTE A
Donde abunda la
materia
orgánica(Humus)
junto las bacterias
facilita la
degradación de
hidrocarburos
- Dividido en tres capas
- ¿Cómo está estructurado el suelo?
- ¿Cómo esta formado el suelo?
- Por una cubierta llamada litosfera, caracterizada por
contener un conjunto complejo de elementos - Químicos; -
Biológicos y - Físicos se encuentran los minerales formados
por meteorización de rocas y materia orgánica.
- Por una cubierta llamada litosfera, caracterizada por
contener un conjunto complejo de elementos - Químicos; -
Biológicos y - Físicos se encuentran los minerales formados
por meteorización de rocas y materia orgánica.
- UNAS DE LAS CAUSAS PRINCIPALES ES:
- Uso Excesivo de Combustibles
y Derivados del Petróleo
- Incrementó la contaminación ocasionando un
desequilibrio impactando al entorno ecológico
- Acorralando así al método de la biorremediación
- Degradación microbiana utilizando la bioestimulación de
microorganismos nativos y el bioaumento
- Abundantes especies que
se adaptan a la microflora
desarrollando capacidades
metabólicas específicas
- Abundantes especies que
se adaptan a la microflora
desarrollando capacidades
metabólicas específicas
- Siendo una
técnica
efectiva de
descontaminación
- Degradación microbiana utilizando la bioestimulación de
microorganismos nativos y el bioaumento
- Acorralando así al método de la biorremediación
- Incrementó la contaminación ocasionando un
desequilibrio impactando al entorno ecológico
- Los contaminantes del petróleo
- Se alojan en el Horizonte A
Existen otros tipos de
contaminantes:
- Hidrofóbicos, se absorben y se
alojan en los poros del suelo lo
que dificulta la biodegradación.
- Los suelos expuestos a la
contaminación prolongada dará vida
a un microhábitat para la evolución
de bacterias degradadoras
- El contaminante ejerce una presión sobre la población microbiana creando un campo
de adaptación para aquellos capaces de sobrevivir y adaptarse a estas condiciones
- En estos ambientes se ejerce una
selección natural de aquellas especies con
capacidad adaptativa para crecer
- Su información genética debe ser referente
a la capacidad metabólica para poder realizar
el catabolismo de la acción enzimática
- El microorganismo no
es capaz de asimilar
el contaminante
como fuente de
energía y nutrientes
- El caso contrario son las Pseudomonas, que son
capaces de degradar los hidrocarburos
poliaromáticos
- El microorganismo no
es capaz de asimilar
el contaminante
como fuente de
energía y nutrientes
- Su información genética debe ser referente
a la capacidad metabólica para poder realizar
el catabolismo de la acción enzimática
- En estos ambientes se ejerce una
selección natural de aquellas especies con
capacidad adaptativa para crecer
- El contaminante ejerce una presión sobre la población microbiana creando un campo
de adaptación para aquellos capaces de sobrevivir y adaptarse a estas condiciones
- Los suelos expuestos a la
contaminación prolongada dará vida
a un microhábitat para la evolución
de bacterias degradadoras
- Hidrofóbicos, se absorben y se
alojan en los poros del suelo lo
que dificulta la biodegradación.
- Se alojan en el Horizonte A
Existen otros tipos de
contaminantes:
- Uso Excesivo de Combustibles
y Derivados del Petróleo
- ANTES DE SEGUIR DEBEMOS SABER:
- ESTAS TÉCNICAS FUERON DESARROLLADAS GRACIAS
A:
- BIORREMEDIACIÓN
- Su proceso se da con la oxidación del
anillo aromático mediante la
incorporación de dos átomos de oxígeno
catalizado por una dioxigenasa
- Donde una deshidrogenasa NAD+
dependiente, reconstituye el anillo
aromático formando un catecol (diol)
- Donde una deshidrogenasa NAD+
dependiente, reconstituye el anillo
aromático formando un catecol (diol)
- En el proceso por las Pseudomonas spp,
existe interacción con microorganismos
formando consorcios microbianos
- Estableciendo procesos
simbióticos para la
degradación del fluoreno
biodegradando hidrocarburos
policromáticos
- Sucede la interrelación, que
crece por los contaminantes,
mienras que P. aeruginosa GL1
degrada los metabolitos
- Uno de sus factores mas
importantes son los nutrientes que
aumentan la eficiencia y su buen
desarrollo de la biorremediación
- Estableciendo procesos
simbióticos para la
degradación del fluoreno
biodegradando hidrocarburos
policromáticos
- BIOMASA
- Cinética de crecimiento del
microorganismo
- Su aumento indica el
proceso de biorremedación
- Siendo de 103 a 104
UFC/g de suelo
- De heterótrofos de
105 a 106 YFC/g
- Capaces de metabolizar y
mineralizar el contaminante a
CO2 Y H2O
- Siendo de 103 a 104
UFC/g de suelo
- Su aumento indica el
proceso de biorremedación
- CICLO DE LA
BIOMASA
- Cinética de crecimiento del
microorganismo
- CONFORMARCIÓN
GENÉTICA DE
PSEUDOMONAS
- Contiene operones que agilizan la
habituación ante la existencia de
agentes contaminantes nuevos
- Contiene genes
que mineralizan
al contaminante
- Contiene operones que agilizan la
habituación ante la existencia de
agentes contaminantes nuevos
- Su proceso se da con la oxidación del
anillo aromático mediante la
incorporación de dos átomos de oxígeno
catalizado por una dioxigenasa
- Las Pseudomonas Spp como opción
de técnica de biorremediación
- Utilizan los hidrocarburos
como fuente de carbono y
energía
- Factores físicos
- Se encuentra el pH, la
temperatura, concentración de
minerales, húmedad del suelo,
respiración y nutrientes
- Se encuentra el pH, la
temperatura, concentración de
minerales, húmedad del suelo,
respiración y nutrientes
- Factores químicas
- Estructura molecular del
contaminante, su concentración y la
presencia de una población microbiana
potencialmente activa, factores bióticos
y el suelo.
- Estructura molecular del
contaminante, su concentración y la
presencia de una población microbiana
potencialmente activa, factores bióticos
y el suelo.
- Factores físicos
- Utilizan los hidrocarburos
como fuente de carbono y
energía
- LA FAMOSA TÉCNICA
- NUTRIENTES
- SE DIVIDE EN DOS GRANDES GRUPOS
- MACRONUTRIENTES
- Aquí yacen varios
elementos esenciales
- 1. Carbono (C)
- Sobre los hidrocarburos como contaminantes que
proporcionan energía en la fabricación de compuestos celulares
y productos metabólicos(CO2. H2O y enzimas)
- Sobre los hidrocarburos como contaminantes que
proporcionan energía en la fabricación de compuestos celulares
y productos metabólicos(CO2. H2O y enzimas)
- 2. Nitrógeno (N)
- Esencial en la producción de proteínas, ácidos
nucleicos y otros constituyentes celulares
- Esencial en la producción de proteínas, ácidos
nucleicos y otros constituyentes celulares
- En existencia de escasez se limita
la degradación microbiana
- Utilizando estimulantes como
fertilizantes para acelerar el
proceso de biorremediación
- Utilizando estimulantes como
fertilizantes para acelerar el
proceso de biorremediación
- 3. Fósforo (P)
- En la formación de compuestos energéticos,
síntesis de ácidos nucleicos y fosfolípidos en
reproducción y degradación
- En la formación de compuestos energéticos,
síntesis de ácidos nucleicos y fosfolípidos en
reproducción y degradación
- 4. Potasio (K)
- Se utiliza en grandes
cantidades por enzimas.
- Se utiliza en grandes
cantidades por enzimas.
- 1. Carbono (C)
- Aquí yacen varios
elementos esenciales
- MICRONUTRIENTES
- Se encuentran los
oligoelementos tales como:
- 1. Hierro (Fe);
2. Cobre (Cu;
3. Zinc (Zn);
4. Azufre (S);
5. Cobalto
(Co); 6.
Manganeso
(Mn); 7.
Magnesio
(Mg) y 8.
Calcio (Ca)
- Estos no se
incorporan a la
biorremediación
- Estos no se
incorporan a la
biorremediación
- 1. Hierro (Fe);
2. Cobre (Cu;
3. Zinc (Zn);
4. Azufre (S);
5. Cobalto
(Co); 6.
Manganeso
(Mn); 7.
Magnesio
(Mg) y 8.
Calcio (Ca)
- Se encuentran los
oligoelementos tales como:
- MACRONUTRIENTES
- SE DIVIDE EN DOS GRANDES GRUPOS
- RESPIRACIÓN - AIREACIÓN
- Biorremediación:
"Proceso metabólico
de transferencia de
electrones"
- CUANDO LAS ENZIMAS CATALIZAN LA
TRANSFERENCIA DE ELECTRONES PRODUCE LA
ENERGÍA PARA EL CRECIMIENTO MICROBIANA
- CUANDO LAS ENZIMAS CATALIZAN LA
TRANSFERENCIA DE ELECTRONES PRODUCE LA
ENERGÍA PARA EL CRECIMIENTO MICROBIANA
- "La Respiración Microbiana"
- LAS CADENAS MANTIENEN UNA
SERIE DE REACCIONES DE REDOX
CUYO FIN ES OBTENCIÓN DE ENERGÍA
- LAS CADENAS MANTIENEN UNA
SERIE DE REACCIONES DE REDOX
CUYO FIN ES OBTENCIÓN DE ENERGÍA
- ESQUEMA DE LA
BIORREMEDIACIÓN
AEROBIA Y ANAEROBIA
- Sustrato + O2 = biomasa + CO2 + H2ODegradación anaerobia: Sustrato +
(NO3-, SO4-, Fe3+, Mn4+, CO2) = Biomasa + CO2+ (N2, Mn2+, S2+, Fe2+, CH4)
- La Biorremediación aerobia >>> que la
biorremediación de contaminantes
orgánicas en forma anaerobia
- MEDIDA INDIRECTA DEL
PROCESO BIODEGRADATIVO
- Evalúa la actividad metabólica de los microorganismos del suelo durante su proceso de degradación
- EL Flujo de Oxígeno
- Estimulado por el oxígeno atmosférico incorporado en el suelo no saturado
- Estimulado por el oxígeno atmosférico incorporado en el suelo no saturado
- EL Flujo de Oxígeno
- Evalúa la actividad metabólica de los microorganismos del suelo durante su proceso de degradación
- La Biorremediación aerobia >>> que la
biorremediación de contaminantes
orgánicas en forma anaerobia
- Sustrato + O2 = biomasa + CO2 + H2ODegradación anaerobia: Sustrato +
(NO3-, SO4-, Fe3+, Mn4+, CO2) = Biomasa + CO2+ (N2, Mn2+, S2+, Fe2+, CH4)
- Biorremediación:
"Proceso metabólico
de transferencia de
electrones"
- BIORRECUPERACIÓN
- Se basa en la ventilación forzada,
gracias a la inyección de oxígeno
ayuda a la degradación de
hidrocarburos
- Volatilización, se da migración de la
fase volátil de los contaminantes y por
biodegradación
- DEBIDO A:
- Incrementación de oxígeno al suelo
que estimula la actividad bacteriana
- El residuo debe ser suscpetible de
biodegradarse biológicamente que no
sea más tóxico que el contaminante
- ELEMENTO ABIÓTICO pH
- El pH influye en la recuperación de
suelos contaminados, ya que puede
dañar principalmente a la
poblaciones de Pseudomonas y la
biodisponibilidad de las fuentes de
carbono y energía
- Este elemento convierte el proceso de
biorremediación y aunque las bacterias
pueden adaptarse, estas cepas microbianas
poseen un definido rango de tolerancia
- A pH radicalmente alcalinos o
drásticamente ácidos la
biodegradación se hace lenta
- Los suelos contaminados tienden a
ser ácidos, limitando el crecimiento
y actividad de las bacterias su
rango +optimo de biodegradación se
encuentra entre 6-8 pH
- Los suelos contaminados tienden a
ser ácidos, limitando el crecimiento
y actividad de las bacterias su
rango +optimo de biodegradación se
encuentra entre 6-8 pH
- A pH radicalmente alcalinos o
drásticamente ácidos la
biodegradación se hace lenta
- Este elemento convierte el proceso de
biorremediación y aunque las bacterias
pueden adaptarse, estas cepas microbianas
poseen un definido rango de tolerancia
- El pH influye en la recuperación de
suelos contaminados, ya que puede
dañar principalmente a la
poblaciones de Pseudomonas y la
biodisponibilidad de las fuentes de
carbono y energía
- ELEMENTO ABIÓTICO pH
- El residuo debe ser suscpetible de
biodegradarse biológicamente que no
sea más tóxico que el contaminante
- Incrementación de oxígeno al suelo
que estimula la actividad bacteriana
- DEBIDO A:
- Volatilización, se da migración de la
fase volátil de los contaminantes y por
biodegradación
- Se basa en la ventilación forzada,
gracias a la inyección de oxígeno
ayuda a la degradación de
hidrocarburos
- HUMEDAD Y TEMPERATURA
- El H2O es vital en su desarrollo por ser
transportador formando parte de su
protoplasma bacteriano
- La humedad mantiene el orden del 25 - 75%
definida como la masa de H2O que admite hasta
la saturación
- Las Pseudomonas spp responden a
cambios ambientales modificando su
composición de lípidos de la
membrana celular
- En situaciones de estrés y su posterior
adaptabilidad, los cambios de temperatura
presentan un incremento de la insaturación de
lípidos con la disminución de esta
- para mantener la fluidez de
la membrana
- para mantener la fluidez de
la membrana
- Son microorganismos
euritérmicos,, capaces de
adaptarse a los cambios
- Haciendo a las bacterias las
mejores aliadas a la
biorremediación en suelos
contaminados
- Haciendo a las bacterias las
mejores aliadas a la
biorremediación en suelos
contaminados
- En situaciones de estrés y su posterior
adaptabilidad, los cambios de temperatura
presentan un incremento de la insaturación de
lípidos con la disminución de esta
- El H2O es vital en su desarrollo por ser
transportador formando parte de su
protoplasma bacteriano
- Biodegradación en
Ecosistemas terrestres
- Esta limitado por la cantidad de
H2O que se encuentra disponible
- Una tasa óptima esta entre el
30 al 90% de H2O en el suelo
- La humedad es un factor
importante para las decisiones
tecnológicas
- En la técnica de biorremediación llevada a cabo
entre 20°C y 40°C es óptima para la actividad
microbiana, en climas tropicales se necesita entre
30 a 35°C para las Pseudomonas
- En la técnica de biorremediación llevada a cabo
entre 20°C y 40°C es óptima para la actividad
microbiana, en climas tropicales se necesita entre
30 a 35°C para las Pseudomonas
- La humedad es un factor
importante para las decisiones
tecnológicas
- Una tasa óptima esta entre el
30 al 90% de H2O en el suelo
- La eficacia se debe a la temperatura,
a mayor temperatura mayor eficacia
Ej: +10°C duplica la efectividad
- Mayor de 40°C disminuye la actividad
microbiana, existe rotación de especies
resistentes a las altas temperaturas o
decrece la biorremediación
- Cuando es 0°C se detiene esencialmente la biodegradación
- Las bacterias expuestas a bajos potenciales hídricos y altas
temperaturas ajustan su composición para minimizar los
efectos de solidificación a causa de la deshidratación
- Las bacterias expuestas a bajos potenciales hídricos y altas
temperaturas ajustan su composición para minimizar los
efectos de solidificación a causa de la deshidratación
- Cuando es 0°C se detiene esencialmente la biodegradación
- Mayor de 40°C disminuye la actividad
microbiana, existe rotación de especies
resistentes a las altas temperaturas o
decrece la biorremediación
- Esta limitado por la cantidad de
H2O que se encuentra disponible
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