impacto de la microbiologia ambiental
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Trata sobre el efecto de los microorganismos en el ambiente, agua, suelo y aire.y la biorremediaccionTRANSCRIPT
Maestra Altagracia Magdalena Jiménez DíazRepublica Dominicana
Impacto de la Microbiología Ambiental en Nuestra vida
Cotidiana
14/04/2023Altagracia Jiménez Díaz 2
Promover la importancia de la microbiología ambiental.
Valorar los riesgos de las infecciones ocasionadas por microorganismos patógenos presentes en el agua, aire y suelo.
Reconocer acciones preventivas para evitar la contaminación ambiental.
Reconocer los microorganismos que con mayor frecuencia contaminan el agua, aire y suelo.
Empoderarse del impacto de la biorremediación.
Objetivos
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Tomar conciencia del daño que ocasionan los residuos sólidos como son los Industriales, Plaguicida, Metales pesados y derivados del petróleo.
objetivo
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La Microbiología como ciencia tiene aplicaciones importantes que producen impacto en nuestra vida cotidiana en las áreas:
IMPORTANCIA DEL ESTUDIO DE LA MICROBIOLOGÍA
MédicaIndustrialDe los AlimentosAgrícolaMicrobiología Ambiental
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Médica:
- Identificación de los diferentes microorganismos de importancia médica. - Prevención y tratamiento de enfermedades infecciosas causadas por microorganismos en plantas y animales, incluyendo al hombre.
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Deterioro microbiano de los alimentos
Métodos de conservación de los alimentos.
- Producción de alimentos por métodos microbiológicos:
Productos lácteos, fermentación del pan,
bebidas alcohólicas, proteína de origen unicelular.
Microbiología de los De los Alimentos:
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• - Fertilidad del suelo.
• - Enfermedades microbianas de las plantas.
• - Plaguicidas microbianos
Agrícola:
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Industrial: -En procesos de
fermentación en la producción de
antibióticos, ácidos orgánicos
-, aminoácidos, enzimas, disolventes,
combustibles (Metano, etanol y otros).
- pintura y corrosión de metales
- Control de calidad de productos industriales: Biodeterioro de papel,
madera, textiles
- Recuperación de recursos minerales, reforzada por acción
microbiana.
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- Ciclos biogeoquímicos (Fijación del Nitrógeno en el suelo).
- Interacciones entre las poblaciones: Simbiosis fijadora de nitrógeno,
Micorrizas.
•- Bioluminiscencia. - Los microorganismos en sus hábitats naturales: Aire, Agua, Suelo y Ambientes Extremos (Aguas Termales, Lagos salados, y otros).
Microbiología Ambiental
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• - Reducción de la Calidad y la Contaminación Ambiental.
• - Procesos de Biorremediación.
Microbiología Ambiental
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Es evidente que la Microbiología abarca un campo muy amplio, cubriendo en particular la Microbiología Ambiental muchos aspectos relacionados con la calidad de vida actual.
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IMPORTANCIA DE LOS MICROORGANISMOS EN INGENIERIA
AMBIENTAL
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El estudio de los microorganismos en Ingeniería Ambiental tiene gran importancia debido a que:
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- Son una de las principales fuentes de contaminación de
Aire Agua Suelo pudiendo ser algunos de ellos patógenos
para el humano y otros organismos Así como causar daño a materiales.
MICROORGANISMOS EN INGENIERIA AMBIENTAL
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La contaminación es un problema importante en la actualidad
Ocasionado principalmente por el hombre Algunos microorganismos que han sido
estudiados durante mucho tiempo pueden contribuir a resolverlo.
MICROORGANISMOS EN INGENIERIA AMBIENTAL
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- Algunos juegan un papel importante como indicadores de contaminación.
- Los diferentes grupos de microorganismos participan en gran medida en el tratamiento biológico de residuos líquidos y sólidos.
Estos tratamientos pueden ser de tipo aerobio, anaerobio ó mixto.
MICROORGANISMOS EN INGENIERIA AMBIENTAL
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• - Muchos de ellos son útiles en procesos de biorremediación de: • agua
• y suelo.
MICROORGANISMOS EN INGENIERIA AMBIENTAL
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MICROORGANISMOS EN INGENIERIA AMBIENTAL
-
- Contribuyen a la fertilidad del suelo, degradando la materia orgánica de restos de animales y plantas muertos, así como por la participación de algunas bacterias en la fijación del nitrógeno atmosférico.
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- Pueden utilizarse en el diseño y construcción
de Biosensores
que pueden ser utilizados en la
determinación de
analitos de interés ambiental.
MICROORGANISMOS EN INGENIERIA AMBIENTAL
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- Un sinnúmero de microorganismos son de gran utilidad en Biotecnología
En la obtención de una gran variedad de
productos de interés
y producción de proteína de origen unicelular (Biomasa).
Biotecnología
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- En Ingeniería Genética existe cada vez mayor interés en mejorar la capacidad de microorganismos.
para resolver problemas ambientales.
Ingeniería Genética
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Algunos microorganismos pueden ser utilizados como indicadores en un ambiente específico que ha sido contaminado.
Estos deben pertenecer a especies que representen fielmente las características del medio
Deben ser confiables y fácilmente identificables.
Los microorganismos como indicadores de contaminación
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Deben reflejar no solamente la presencia o ausencia de contaminación de un tipo específico
Sino también los niveles de dicha contaminación.
y sus fluctuaciones periódicas.
Los indicadores microbiológicos ideales
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Los microorganismos usados como indicadores de contaminación de agua y suelo deben estar ausentes del medio específico (agua ó suelo)
A menos que éste haya sido contaminado
y generalmente no son miembros de la flora indígena del suelo o del sistema acuático.
Los microorganismos usados como indicadores de contaminación
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microorganismos tales como
B. subtilis B. stearothermophilus
Tienen importancia como indicadores en la determinación de eficiencia de destrucción de microorganismos
Mediante el tratamiento: Físico ó químico de residuos peligrosos biológico
infecciosos.
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El uso
Biotecnología
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La Biotecnología se define como el empleo de organismos para llevar a cabo procesos químicos definidos para la aplicación industrial.
Definición
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Una gran variedad de microorganismos que incluyen:
Bacterias Mohos Levaduras Algas y virus. son utilizados en Biotecnología debido a sus
características ya que con ellos se obtienen productos con
propiedades de interés para el humano, con fines específicos.
Biotecnología
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- A partir de 1910 se establecen sistemas de purificación en gran escala de las aguas residuales empleando microorganismos.
- En 1912 a 1914 se obtienen tres importantes productos químicos:
Acetona, Butanol y glicerina a partir de microorganismos.
- En 1928 Alexander Fleming descubre la penicilina.
- En 1944 empieza la producción de penicilina en gran escala.
Historia
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- En 1950 se introducen antibióticos nuevos.
- En 1953, Watson y Crick descubrieron la estructura de ADN
- En 1962 comienza en Canadá la extracción de Uranio con la ayuda de microorganismos.
- En 1970 se marca otra etapa importante, el inicio de la manipulación enzimática del material genético de los seres vivos y consecuentemente la aparición de la Ingeniería Genética
Dando lugar a una verdadera Revolución Tecnológica Se han diseñado los protocolos para el tratamiento y prevención de enfermedades Obtención de células especializadas en la fabricación de productos de interés
comercial y médico
mejoramiento de especies silvícolas y agrícolas;
Recuperación de ecosistemas.
Historia
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La Ingeniería Genética y Biotecnología Ambiental
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La Ingeniería Genética, que usa la Biotecnología de Recombinación del DNA, abre la posibilidad de resolver muchos problemas de contaminación del ambiente.
Debido a la enorme diversidad metabólica de las bacterias
Existe un gran conjunto de genes en bacterias procedentes de hábitats naturales.
En algunos casos, estos genes codifican proteínas que degradan agentes contaminantes del ambiente.
La Ingeniería Genética
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Se ha visto que en aislamientos naturales de bacterias existen genes para la biodegradación de muchos desechos tóxicos y contaminantes del agua.
La ingeniería genética está empezando a prestar atención a estos recursos, con la finalidad de limpiar el ambiente.
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En muchos casos, los donantes de genes son cepas bacterianas aisladas de sitios contaminados con desechos.
Entre los ejemplos figuran genes para la biodegradación de pesticidas clorados, como
El ácido 2,4,5, triclorofenoxiacético,
(2,3,5-T), clorobencenos y clorofenólicos afines Naftaleno Tolueno, Anilinas y varios hidrocarburos.
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Los genes deseados se aíslan de especies de :
Pseudomonas Alcaligenes y unas cuantas bacterias más y luego se clonan
en plásmidos.
Se han construido algunos plásmidos que contienen genes para la biodegradación de diversos productos químicos tóxicos.
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- Un rápido
crecimiento. -
Capacidad de
crecer en un medio de cultivo barato.
- No ser dañino o patógeno
. - Ser
capaz de tomar el DNA y
permanecer
estable en el
cultivo.
- Debe tener las enzimas
adecuadas para
permitir la replicació
n del vector.
- Los hospedadores más
útiles para la clonación
son microorganismos que
crecen bien y de los
cuales se tiene
información genética
disponible.
- Si el propio DNA clonado va
a ser usado
terapéuticamente,
para tratar una
enfermedad humana,
el hospedador debe ser una
persona
humana
Características ideales de un hospedador para genes clonados
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Escherichia coli
Bacillus subtilis
Hospedadores procarioticos:
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Saccharomyces cerevisiae
y para muchos fines, células de mamíferos.
Hospedadores eucarióticos:
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El uso de los microorganismos en procesos de Biorremediación
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La Biorremediación es el uso de microorganismos para degradar: agentes tóxicos y desechos peligrosos
Que surge como un tratamiento para la restauración de:
Suelos
Acuíferos
Subsuelos contaminados.
La Biorremediación
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Debido a la oportunidad natural y poderosa que representan para restaurar los ambientes contaminados.
Los procesos biológicos tienen gran importancia
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- Biomineralización:
Es la completa destrucción
de los contaminantes
orgánicos para reducirlos a sus constituyentes minerales básicos.
Algunos procesos de Biorremediación:
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Biovolatilización:
• Las bacterias y hongos pueden volatilizar metales por adición del grupo metilo, que hace al metal muy volátil.
Cometabolismo:
• Se refiere a la habilidad de las bacterias de romper un contaminante en la adición de un sustrato primario.
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Biológicos
Químicos
Físico
s
Contaminantes de suelos
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•Bacterias
•Protozoarios
•Nematodos y hongos
Contaminantes de suelos
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Zona urbana: Tiraderos de basura, fugas
de alcantarillado,
derrames accidentales.
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- Físicos: Principalmente sustancias: Radiactivas provenientes de descargas de
desechos radiactivos Desechos nucleares
O explosivos.
Contaminantes de suelos
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- Químicos: Incluyen todo tipo de sustancias que provienen de residuos sólidos:
Industriales Plaguicidas Metales pesados y derivados del petróleo.
Contaminantes de suelos
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- Bioaumentación: Adición de microorganismos al sitio contaminando cuando la población autóctona carece de
capacidad degradadora.
- Bioestimulación: Adición de estimulantes
en la actividad microbiana autóctona como co-sustratos o
aceptores de electrones para la degradación
anóxica.
Bioventeo: Introducción de oxígeno a través del suelo para estimular la población microbiana netamente
aerobia.
- Composteo: El material contaminado se coloca sobre la superficie del terreno en forma de pilas que se cubren para
crear condiciones termófilas, periódicamente se mezcla para favorecer la
aceleración.
Diversos tipos de tecnologías de Biorremediación de suelos:
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Biocultivo:
• Tratamiento en fase sólida que generalmente se realiza en sitios confinados para retener los lixiviados que se forman.
Biosorció
n:
• Uso de microorganismos con afinidad para absorber metales bajo ciertas condiciones, generalmente se aplica en fase líquida.
Diversos tipos de tecnologías de Biorremediación de suelos:
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- Son seguras, económicas y más rápidas algunos tratamientos Fisicoquímicos.
- Se utilizan sistemas biológicos cuyo costo es mínimo, más aún si se utiliza la población autóctona.
- El ecosistema del sitio contaminado prácticamente no se altera; al contrario se recupera.
- No se generan desechos como producto del tratamiento, ya que los contaminantes son realmente degradados.
Algunas ventajas de las tecnologías de biorremediación:
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- Pueden ser acoplados a otro tipo de tecnología cuando la remoción de los contaminantes no es la deseada.
- Los contaminantes absorbidos o atrapados en los poros del suelo, también son biodegradados.
- Si la actividad microbiana no es la deseada, puede estimularse con la adición controlada de compuestos requeridos.
Algunas ventajas de las tecnologías de biorremediación:
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- Cuando los contaminantes orgánicos son empleados como la principal fuente de carbono y energía para los microorganismos el proceso se realiza con mayor rapidez.
- Cuando se trata de una biorremediación in situ se tienen
ventajas adicionales.
- Se eliminan costos de transportación.
- Al utilizar la población microbiana autóctona se elimina la necesidad de introducir microorganismos potencialmente peligrosos.
Algunas ventajas de las tecnologías
de biorremediación:
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Microorganismos Involucrados en la Biodegradación de
Hidrocarburos
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BACTERIAS BACTERIAS
Achromobacter Acinetobacter Alcaligenes Arthrobacter Bacillus Brevibacterium Chromobacterium Corynebacterium Cytophaga Erwinia Flavobacterium
Micrococcus Mycobacterium Nocardia Proteus Pseudomonas Sarcina Serratia Spirillum Streptomyces Vibrio Xanthomonas
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Microorganismos Involucrados en la Biodegradación de Pesticidas
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Microorganismos Involucrados en la Biodegradación de Pesticidas
BACTERIASACTINOMICETOS y hongos
Agrobacterium Arthrobacter Bacillus Clostridium Corynebacterium Flavobacterium Klebsiella Pseudomonas Xanthomonas
ACTINOMICETOS
Streptomyces Nocardia Micromonospora
HONGOS Alternaria Aspergillus Cladosporium Fusarium Glomerella Mucor Penicillium Rhizoctonia Trichoderma
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Microorganismos involucrados en la Biodegradación de Metales
Pesados
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Aspergillus
Neurospora
Scopulariopsis y algunas levaduras
Bacillus
ClostridiumMycobacteriumPseudomonas
MERCURIO
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Algunas especies de Candida
Clostridium
Corinebacterium
Micrococcus
Rhizobium
SELENIO
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•Aspergillus•Mucor
•Scopulariopsis•Fusarium
•Paecilomyces
ARSENICO
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MICROBIOLOGÍA DEL SUELO
Los microorganismos del suelo juegan un papel muy importante manteniendo la fertilidad de los suelos
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Elementos esenciales para el crecimiento tales como: oxígeno nitrógeno carbón azufre y fósforo son reciclados por microorganismos del
suelo.
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La mayoría de los microorganismos que viven en el suelo juegan un papel indispensable en el mantenimiento de la vida sobre este planeta.
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El suelo contiene una gran variedad de microorganismos:
Bacterias. En general, el grupo más
numeroso de bacterias en el suelo son los Actinomicetos que resisten condiciones secas y pueden sobrevivir en suelos desérticos.
Los géneros más comunes son: Nocardia, Arthrobacter y Streptomyces.
Las bacterias del género Streptomyces además de
producir antibióticos, producen metabolitos llamados geosminas las cuales dan al suelo su olor característico
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Los géneros de hongos varían con el tipo de suelo y sus propiedades fisicoquímicas. Algunos son de vida libre y otros como las Micorrizas, en forma simbiótica con las raíces de plantas.
Son comunes, especies de los géneros: Candida Aspergillus, Penicillium, Rhizopus y Mucor.
Algunos hongos son importantes patógenos de plantas atacando trigo y maíz entre otros.
Los hongos del suelo son extremadamente importantes en la descomposición
de materia de plantas Degradando y utilizando macromoléculas complejas tales como: celulosa y lignina.
Hongos.
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Debido a que las algas dependen de la luz solar y de la fotosíntesis para proveer sus necesidades energéticas, viven cerca de la superficie del suelo.
La población algal disminuye en períodos de oscuridad o de baja temperatura.
Las algas son una fuente de nutrientes para un número considerable de habitantes del suelo, incluyendo protozoarios, hongos, lombrices de tierra y nemátodos.
En suelos áridos, son comunes los líquenes, que son una simbiosis de alga-hongo.
Algas.
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Son encontrados en la mayoría de los suelos en una densidad de 104 a 105 organismos por gramo de suelo.
Generalmente se encuentran cerca de la superficie debido a que requieren oxígeno.
Los Protozoarios son predadores de algas y bacterias del suelo.
Protozoarios.
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HONGOS HONGOS
Acremonium Aspergillus Aureobasidium Beauveria Botrytis Candida Chryisosporium Cladosporium Cochlobolus Cylindrocarpon Debaryomyces Fusarium Geotrichum
Glicladium Graphium Humicola Monilia Mortierela Paecelomyces Penicillium Rhodotorula Saccharomyces Spicardia Tolypocladium Thrichoderma Verticillium
CONCLUSIONES: microorganismos patógenos en el agua
pueden ser nocivos para nuestra salud: vibrio cholerae Samonella enteritidis Shigella dysenteriae E.coli Helicobacter pylori Leptospira interrogans
La presencia de microorganismos en el aire puede causar severos daños en la salud humana.
Mycobacterium tuberculosisNeisseria meningitidisHaemophilus influenzae
Microorganismos en el suelo:Clostridium tetaniClostridium botulinumBacillus anthracis…
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Conclusiones Los microorganismos producen
enfermedades en plantas, animales y humanos
Pueden casar alergias, vómitos, diarrea, meningitis y hasta la muerte
Alteran los alimentos, ocasionando putrefacción, modificando los olores, el aspecto la textura y sabor en fin dañan el alimentos resultando imposible para el consumo humano .
Alteran los materiales orgánicos
y contribuyen al deterioro y corrosión de monumentos y metales.
Producen gases contaminantes en el proceso de su metabolismo, mientras degradan a las proteínas, en el proceso catabólico de proteólisis ,o de glucolisis, lipolisis ...
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conclusiones Alimentos y agua
contaminadas con heces fecales pueden ocasionar severos trastornos a nuestra salud.
Por transmisión fecal oral de virus
Virus de Hepatitis A y Hepatitis E
Virus polio
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conclusiones Microorganismos que
son beneficiosos
Existen en ambientes naturales o artificiales microorganismos que juegan un papel importante en la vida humana ya que algunos microorganismos como las bacterias ayudan a fijar al nitrógeno a el suelo o como las micorrizas que ayudan al crecimiento y protección de las plantas y también la formación del humus que es resultado de la degradación microbiana.
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Recomendaciones Lavado de las manos Medidas de salud
publica Clorinacion del agua. Desecho apropiado de
las heces fecales
TÉCNICAS DE LAVADO DE MANOS
El lavado de manos es el más simple, económico e importante procedimiento, para la prevención de las infecciones y la contaminación en la preparación de los alimentos.
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Remover la suciedad, el material orgánico y disminuir la concentración de bacterias o flora transitoria, adquiridas por contacto reciente con microorganismos contaminantes.
OBJETIVOS de el lavados de las manos
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◦ Usar agua y jabón antimicrobiano liquido (3 a 5 ml) ◦ Mojar las manos con agua, use 1 aplicación de jabón,
frotar enérgicamente por 10-15". ◦ Cubrir todas las superficies de manos, dedos y uñas,
llegando hasta 10 cm por debajo del pliegue de las muñecas.
Enjuagar con abundante agua ◦ Secar con toallas de papel desechable. ◦ Usar la misma toalla para el cierre de la llave para
evitar la re contaminación El tiempo total para el procedimiento es de
aproximadamente 30” segundos
TÉCNICA:lavado de las manos
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La normativa establece que el agua es apta bacteriológicamente para consumo humano si se encuentra exenta de microorganismos patógenos de origen entérico y parasitario intestinal.
La bacteria que se utiliza como índice de contaminación fecal es la Escherichia coli
Recuerden:
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"Nunca consideres el estudio como una obligación sino como una oportunidad
para penetrar en el bello y maravilloso mundo del
saber."
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Ocampo Quijano Eloísa. (2004). Microbiología Ambiental. http://docencia.udea.edu.co/bacteriologia/MicrobiologiaAmbiental/contactenos.html De la Rosa, M. A. Mosso y C. Ullán. (2002). El aire: hábitat y medio de transmisión de
microorganismos. España. http://revistas.ucm.es/cca/11391987/articulos/OBMD0202110375A.PDF Palomino Cadenas Edwin Julio. (1995). Introducción a la Microbiología Ambiental.Perú http://www.cepis.org.pe/bvsacd/scan2/029270/029270-04.pdf
María C. Apella y Paula Z. Araujo. Microbiología de agua. Conceptos básicos. Argentina.
http://www.psa.es/webesp/projects/solarsafewater/documents/libro/02_Capitulo_02.pdf
Díaz, R. / Gamazo, C. / López-Goñi, I.Manual Práctico de Microbiología 3 ª ed. ©
HERNANDEZ JIMENEZ JENIFER LIZBET diapositivas de MICROBIOLOGÍA Y SU RELACIÓN CON EL ECOSISTEMAIBARRA ARELLANO MIGUEL ANGELGUERRERO RAMÍREZ CINTIA ANAIDACOSTA MENDEZ EDITH DANIELACASTILLO LORA EDUARDO
Bibliografia
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