biorremediacion y biotecnología

Biorremediacion y Biotecnologıa

Aguilera Perdomo Beatriz MontserratCamacho Mandujano Jose GuadalupeGonzalez Villagomez Guillermo Arturo

Montes Sanchez CarlosResendiz Prieto Pedro Martın

Universidad de Celaya

April 1, 2014

Aguilera Perdomo Beatriz Montserrat Camacho Mandujano Jose Guadalupe Gonzalez Villagomez Guillermo Arturo Montes Sanchez Carlos Resendiz Prieto Pedro Martın (UNI)Biorremediacion y Biotecnologıa April 1, 2014 1 / 31

Indice I

1 IntroduccionTipos de Contaminacion

2 BiotecnologıaDefinicionBiotecnologıa ambientalAplicacion de la Biotecnologıa en Aspectos Mediambientales

3 BiorremediacionDefinicionHistoriaHistoriaBiorremediacion IN SITU

TecnicasTecnicasTecnicasTecnicasTecnicas


Indice II

Tecnicas

Biorremediacion EX-SITUTecnicas

FitorremediacionBiofiltracionProceso de la BiorremediacionMicroorganismos UtilizadosPrincipales FactoresVentajasDesventajasLimitaciones de la biorremediacion


Introduccion

Introduccion

En las ultimas decadas, la liberacion de contaminantes al ambiente,producida principalmente como consecuencia del desarrollo industrial, hasuperado con creces los mecanismos naturales de reciclaje yautodepuracion de los ecosistemas receptores. Este hecho ha conducido auna evidente acumulacion de contaminantes en los distintos ecosistemashasta niveles preocupantes. Por tal motivo y con el fin de reducir en todolo posible la liberacion de contaminantes, hoy en dıa existe la necesidad deindagar en la busqueda de procesos que aceleren la degradacion de loscontaminantes presentes en el ambiente. Ası, se reduciran de formaprogresiva los efectos perniciosos que producen sobre los ecosistemas y lasalud humana.


Introduccion Tipos de Contaminacion

Tipos de Contaminacion

Contaminacion del agua marina




Contaminacion de suelos y la capa fretica.




Contaminacion de aguas por mercurio.


Biotecnologıa Definicion

Definicion

Es la integracion de ciencias naturales e ingenierıa para llevar a cabola aplicacion de organismos, celulas, partes de las mismas y analogosmoleculares en productos y servicios.


Biotecnologıa Biotecnologıa ambiental

Biotecnologıa ambiental

Aplicacion especıfica de la Biotecnologıa al tratamiento de problemasmedioambientales, incluyendo el tratamiento de aguas, el control dela contaminacion y su integracion con tecnologıas no biologicas.


Biotecnologıa Aplicacion de la Biotecnologıa en Aspectos Mediambientales

Aplicacion de la Biotecnologıa en AspectosMediambientales

1 Seguimiento de la contaminacion (biosensores,biomarcadores)

2 Tratamiento de los residuos (origen domestico,agrıcola, industrial)

3 Prevencion de la contaminacion(uso demicroorganismos o enzimas, plantas,biocombustible, plasticos biodegradables.

4 Tratamiento de lugares y vias fluviales yacontaminados (Biorremediacion)


Biorremediacion Definicion

Definicion

1 Cualquier proceso que utilice microorganismos, hongos, plantas oenzimas derivadas de ellos, con el fin de retornar el medio ambientealterado por contaminantes a su condicion natural. Es decir, es el usode seres vivos para restaurar ambientes contaminados. Bio - vida;Vida remediar = Resolver un problema; Usar organismos biologicospara resolver un problema.

2 La Agencia de Proteccion Ambiental de los EU (EPA) definebiorremediacion como el proceso en el que microbios, tıpicamentebacteria o hongos, degradan quımicos peligrosos a compuestos menostoxicos o no toxicos.


Biorremediacion Historia

Historia

El aumento de la poblacion y el desarrollo industrial alcanzados hanelevado la presencia de contaminantes solidos, lıquidos y gaseosos a nivelescrıticos.


Biorremediacion Historia

A mediados del siglo XX se desarrollaron las primeras investigacionesencaminadas a estudiar el potencial de los microorganismos parabiodegradar contaminantes (Zobell, 1946; Davis, 1956). Las primeraspatentes, fundamentalmente para remediacion de vertidos de gasolina,aparecen en los anos 70.


Biorremediacion Biorremediacion IN SITU

Biorremediacion IN SITU

Es adecuada para la recuperacion de suelos. Se acelera el proceso en elmismo medio, modificando las condiciones ambientales(pH, nutrientes,humedad, temperatura, oxıgeno, etc.), anadiendo nutrientes paramultiplicar los organismos del lugar o inoculando organismos mas eficacespara el vertido concreto. La adicion de nutrientes es la opcion maseconomica y la que ofrece mas posibilidades de exito hoy en dıa.



Bioventeo o Bioaireacion o Bioeventing

Consiste en la ventilacion forzada del sule meidante la inyeccion a presionde oxıgeno en la zona no saturada del suelo a traves de pozos deinyeccion. Debido a la aireacion del suelo se va a favorecer la degradacionde los hidrocarburos por dos motivos: por volatilizacion, facilitando lamigracion de la fase volatil de los contaminantes, y por biodegradacion, yaque al incrementar la oxigenacion del suelo se van a estimular la actividadbacteriana.



Inyeccion de aire a presion o Biosparging

Consiste en Inyectar aire a presion en la parte inferior para deslazar el aguade los espacios intersticiales de la matriz del suelo. Esta inyeccion generaprincipalmente dos efectos:

1 El aire inyectado absorbe gran cantidad de los hidrocarburos volatilespresentes en el agua y el suelo.

2 El aire eleva los niveles de oxıgeno del agua mejorando labiodegradacion de los contaminantes (Matthews, 1993).



Con la inyeccion de aire a presion se llevan a cabo dos mecanismos deremonicion del contaminante, la volatilizacion de compuestos de la zonainsaturada y la fase acuosa y la degradacion. El mecanismo gobernantedepende de las caracterısticas de los contaminantes.



Atenuacion natural

Es de bajo costo consiste en un proceso fısico quımicos de interaccioncontaminante del suelo y procesos de biodegradacion de forma natural enel medio. Es para contaminacion de tipo hidrocarburos de tipoHalogenado o no Halogenado.



Bioestimulacion

Consiste en la estimulacion de las poblaciones microbianas existentes en elsuelo mediante la adicion de nutrientes, regulacion de condiciones redox,cambio de pH, u otras condiciones diversas sobre las que se puede influir.



Bioaumentacion

Microorganismos aclimatados o incluso modificados geneticamente en elmedio para mejorar la biodegradacion ( Walter, 1997; Atlas y Unterman,1999)


Biorremediacion Biorremediacion EX-SITU

Biorremediacion EX-SITU

Tratamientos donde el procedimiento se realiza fuera del lugar donde estala contaminacion


Biorremediacion Biorremediacion EX-SITU

Biopilas

Consiste en la reduccion de la concentracion de contaminantes derivadosdel petroleo en suelos excavados mediante el uso de la biodegradacion apartir de la construccion de un sistema cerrado que permita controlarlixiviados, hidrocarburos volatiles y algunas variables de diseno mediante elsuministro de nutrientes y oxıgeno a traves de la pila del suelo. La tecnicaconsiste en la formacion de pilas de material biodegradable de dimensionesvariables formadas por suelo contaminado y materia organica (composta).


Biorremediacion Fitorremediacion

Fitorremediacion

El uso de la capacidad de algunas plantas para acumular los toxicos quecontaminan el suelo y las aguas.


Biorremediacion Biofiltracion

Biofiltracion

Microorganismos los cuales metabolizan contaminantes volatiles organicose inorganicos, esto se lleva a cabo pasando por un medio organicoconocido como empaque o medio de empaque el cual se encuentra dentrode la estructura del biofiltro.


Biorremediacion Proceso de la Biorremediacion

Proceso de la Biorremediacion

1 Los microbios producen enzimas que rompen la moleculacontaminante en partes digeribles.

2 El contaminante es ingerido y digerido por la celula como nutrientejunto con otras fuentes de energıa.

Objetivo: Convertir sustancias que son peligrosas para los organismosvivos a productos inertes, de manera que solo queden desechos inofensivosde dichas sustancias.


Biorremediacion Microorganismos Utilizados

Microorganismos Utilizados

1 Microorganismos con organizacion celular.- Poseen membrana celular,Tienen como acidos nucleicos tanto ADN como ARN

1 Procariotas

1 Arqueobacterias2 Eubacterias

2 Eucariotass

1 Protozoos2 Algas microscopicas3 Hongos microscopicos

2 Microorganismos sin organizacion celular.- No poseen membranas,nunca estan presentes los dos acidos nucleicos juntos (ADN o ARN),son parasitos de los que tienen organizacion celular, pues carecen demetabolismo.

1 Virus2 Viroides3 Priones


Biorremediacion Principales Factores

Principales Factores

1 Temperatura

2 Disponibilidad de nutrientes inorganicos (fuentes de fosforo ynitrogeno).

3 pH.

4 Concentracion de metales pesados.

5 Concentracion de bacterias.


Biorremediacion Ventajas

Ventajas

1 Si se utiliza correctamente, no produce efectos adversos, apenasgenera cambios fısicos en el medio.

2 Tecnologıa poco invasiva y generalmente no requiere componentesestructurales o mecanicos que signifiquen una amenaza para el medio.

3 Mas barato que otras tecnicas anticontaminacion.


Biorremediacion Desventajas

Desventajas

1 Para muchos tipos de vertidos su efectividad no ha sido determinada.

2 Su aplicacion en el mar es muy difıcil.

3 El tiempo necesario para la actuacion es largo.

4 Su implementacion es especıfica para cada lugar contaminado.

5 Su optimizacion requiere informacion sustancial acerca del lugarcontaminado y las caracterısticas del vertido.


Biorremediacion Limitaciones de la biorremediacion

Limitaciones de la biorremediacion

1 Tipo de contaminante y su concentracion.

2 Medio ambiente circundante a la contaminacion.

3 Tipo de suelo.

4 Proximidad y condicion de cepas.

5 Naturaleza del microorganismo.

6 Relacion costo/beneficio: costo vs impacto ambiental general

7 Duracion del proceso biorremediador.

8 Capacidad limitada de biorremediacion.


Biorremediacion Limitaciones de la biorremediacion

Biorremediacion y Biotecnologıa

Aguilera Perdomo Beatriz MontserratCamacho Mandujano Jose GuadalupeGonzalez Villagomez Guillermo Arturo

Montes Sanchez CarlosResendiz Prieto Pedro Martın

Universidad de Celaya

April 1, 2014


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