SlideShare una empresa de Scribd logo
1 de 100
Descargar para leer sin conexión
TECNICAS DE BIOREMEDIACION
En las últimas décadas, la liberación de contaminantes al ambiente, producida principalmente como consecuencia del desarrollo industrial, ha superado con creces los mecanismos naturales de reciclaje y autodepuración de los ecosistemas receptores. Este hecho ha conducido a una evidente acumulación de contaminantes en los distintos ecosistemas hasta niveles preocupantes. Por ello, amén de reducir en todo lo posible la liberación de contaminantes, hoy en día existe la necesidad de indagar en la búsqueda de procesos que aceleren la degradación de los contaminantes presentes en el ambiente. Así, se reducirían de forma progresiva los efectos perniciosos que producen sobre los ecosistemas y la salud humana. INTRODUCCION
 
¿QUE Y CUANTO CONTAMINA? El aumento de la población y el desarrollo industrial sin precedentes alcanzados hasta el siglo XXI han elevado la presencia de contaminantes sólidos, líquidos y gaseosos convencionales a niveles críticos. La consecuencia ha sido la aparición de problemas de contaminación que antes se desconocían y para los cuales la sociedad no estaba preparada.  Cada año, los efluentes agrícolas, residuos industriales y los accidentes industriales, contaminan las aguas superficiales, los suelos, el aire, las corrientes acuosas, y los reservorios.
Cerca de 1500 millones de toneladas de crudo son transportados anualmente en buques como carga, como combustible, o para otros usos. Una cantidad de crudo, relativamente pequeña, pero sustancial, nunca alcanza su destino siendo éste el medio ambiente marino como consecuencia de accidentes y derrames en operaciones de descarga (Peet, 1994) Durante el pasado y presente siglo, la creciente explotación de petróleo ha traído consigo todo tipo de accidentes ecológicos que han dañado los ecosistemas acuáticos causando graves daños a la salud humana, a la vida silvestre y al ecosistema en general.
La industria química produce gran cantidad de compuestos xenobióticos, cuya estructura química difiere considerablemente de los compuestos orgánicos naturales. Algunos de estos compuestos xenobióticos, con grupos halógenos y nitrogenados, utilizados como propelentes, refrigerantes, disolventes, bifenoles policlorados(PCB),plásticos, detergentes, explosivos y plaguicidas, son resistentes (recalcitrantes) a la biodegradación.  Algunos de los xenobióticos más recalcitrantes sufren un proceso de biomagnificación en las redes tróficas. Este proceso se inicia con los microorganismos y causa la acumulación del xenobiótico en los niveles tróficos superiores, donde provoca graves daños ecológicos.
PROBLEMAS DE CONTAMINACION AMBIENTAL CONTAMINACION DEL SUELO, AGUA Y AIRE
CONTAMINACION DEL AGUA MARINA www.cco.gov.co /contmar1.htm
 
 
Desembocadura Río Mississipi en el Golfo de México-EE.UU. Fuente: www.earth.rice.edu  •  Por vertimientos directos: Directamente al mar se vierten residuos sólidos o y aguas residuales, producto de actividades en los buques, los puertos, zonas urbanizadas en áreas costeras y los fondos marinos.
CONTAMINACION DE SUELOS Y LA NAPA FREATICA
Ingreso de agua contaminada con crudo debido al elevado nivel freático (a 60 cm de profundidad). PLUSPETROL – Trompeteros – LOTE 8. Iquitos Suelo “normal” Suelo “contaminado”
0 30 cm 60 cm La mayor cantidad de hidrocarburos totales se encuentran en la parte superior y disminuyen con la profundidad Sub Suelo orgánico saturado de agua – con alto contenido de crudo - 0  5000  10000  15000  20000 mg/kg de TPH Nivel freático
CONTAMINACION DE AGUAS POR MERCURIO
BIOTA EN EL AGUA QUE ES AFECTADA POR HIDROCARBUROS
 
LA BIOTA EN EL SUELO
 
 
CONTAMINACION POR RESIDUOS SÓLIDOS URBANOS
ACTIVIDAD MINERA
MINERIA IMPACTOS AL AMTIENTE Suelos contaminados Recursos hídricos contaminados Canchas de relave Desmontes Rellenos sanitarios y vertidos industriales Aire y gases residuales Aspectos sociales
CONTAMINACION DEL AGUA Y SUELO POR LA AGRICULTURA Y GANADERIA
Sustancia Tiempo para la desaparición del  75 al 100%   In secticidas clorados   DDT 4 años Aldrín  3  años Clordano 5 años Heptacloro  2 años Lindano 3 años Insecticidas organofosforados :   Diazinón 12 semanas Malatión 1 semana Paratión 1 semana Herbicidas :   2,4-D(ácido 2,4-diclorofenoxiacético) 4 semanas 2,4,5T(ácido2,4,5,triclorofenoxiacético) 20 semanas Dalapín  8 semanas Atrazina  40 semanas Simazina 48 semanas Propazina 1.5 años Plaguicidas en el suelo
PRINCIPALES CAUSAS DE CONTAMINACIÓN DEL AIRE:   Emisiones del transporte urbano (CO, CnHn, NO, SO2, Pb)   Emisiones industriales gaseosas (CO, CO2, NO, SOx)   Emisiones Industriales en polvo (cementos, yeso, etc.)   Basurales (metano, malos olores).   Quema de basura (CO2 y gases tóxicos)   Incendios forestales (CO2)   Fumigaciones aéreas (líquidos tóxicos en suspensión).   Derrames de petróleo (Hidrocarburos gaseosos).   Corrientes del aire  y relación presión/temperatura
BIORREMEDIACION
BIOTECNOLOGIA “ Es la integración de ciencias naturales e ingeniería para llevar a cabo la aplicación de organismos, células, partes de las mismas y análogos moleculares en productos y servicios”
BIOTECNOLOGIA AMBIENTAL Aplicación de la Biotecnología en aspectos mediambientales: * Seguimiento de la Contaminación (biosensores, biomarcadores) * Tratamiento de los residuos (origen doméstico, agrícola, industrial) * Tratamiento de lugares y vías fluviales ya contaminados (Biorremediación) * Prevención de la Contaminación (uso se microorganismos o enzimas, plantas, biocombustible, plasticos biodegradables, Aplicación específica de la Biotecnología al tratamiento de problemas medioambientales, incluyendo el tratamiento de aguas, el control de la contaminación y su integración con tecnologías no biológicas.
BIOTECNOLOGIA AMBIENTAL “ Es la aplicación de estos procesos a la protección y restauración de la calidad del medio ambiente” BIORREMEDIACION
BIORREMEDIACION
La Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA) define  biorremediación  como "el proceso en el que microbios, típicamente bacteria o hongos, degradan químicos peligrosos a compuestos menos tóxicos o no tóxicos".  Biorremediación  es el uso de organismos vivos, componentes celulares y enzimas libres, con el fin de realizar una mineralización de compuestos contaminantes .   Biorremediación
La biorremediación  es la utilización de tecnologías mediante las cuales se estimula la biodegradación del contaminante o la capacidad de recuperación del ecosistema mediante procesos biológicos, al objeto de minimizar las consecuencias de un contaminante. Estos procesos de biodegradación pueden ser llevados a cabo por la microbiota autóctona de la zona contaminada o por microorganismos adicionados al efecto, en ambos casos, lo que se consigue es una biotransformación de sustancias peligrosas en sustancias menos tóxicas o inocuas.
Bacterias Remoción o destrucción de contaminantes por Organismo vivos o sus enzimas producidas como Hongos Plantas Protozoarios Algas ¿QUE ES BIORREMEDIACION?
Es el manejo ecológico integral, que el hombre  concientemente proyecta con el fin de aplicar soluciones viables  y sostenibles encaminadas a la recuperación y preservación de un ecosistema degradado, combinando para ello las potencialidades que le brindan sus conocimientos y la capacidad que tienen algunos organismo vivos de ayudar a la recuperación del medio ambiente.  Biorremediación
La contaminación ambiental puede ser disminuida con la tecnología de biorremediación . Como en muchas enfermedades, se requiere evaluar cada caso para dar un remedio. La biorremediación de diferentes contaminantes deberá estar basada en el  tipo de químico  presente, el  uso de organismos  y el  desarrollo de las condiciones ambientales  más importantes. Requiere de un  equipo multidisciplinario , donde su base principal es la microbiología. Para desarrollar un plan de biorremediación efectivo, costeable y ambientalmente seguro, es necesario tener un conocimiento de la ecología y de la evolución de las poblaciones microbianas degradativas.
La biorremediación le da una mano al medio ambiente en el mejoramiento de los ecosistemas dañados, acelerando dichos procesos naturales. Lo que hacen los microorganismos es degradar los desechos en productos menos tóxicos, además de concentrar e inmovilizar sustancias tóxicas, metales pesados; minimizar desechos industriales y rehabilitar áreas afectadas con diversos contaminantes.  ¿Hay que darle una mano a la Naturaleza?
APLICACIONES
ANTECEDENTES HISTÓRICOS DE LA BIORREMEDIACIÓN  A mediados del siglo XX se desarrollaron las primeras investigaciones encaminadas a estudiar el potencial de los microorganismos para biodegradar contaminantes (Zobell, 1946; Davis, 1956). Este “uso” intencionado recibió entonces el nombre de  biorremediación (" bioremediation ").  Las primeras técnicas que se aplicaron fueron similares al " landfarming " (¨labranza‟) actual y sus actores, lógicamente, compañías petrolíferas.  Las primeras patentes, fundamentalmente para remediación de vertidos de gasolina, aparecen en los años 70. En los años 80 se generalizó el uso del aire y peróxidos para suministrar oxígeno a las zonas contaminadas mejorando la eficiencia de los procesos degradativos. Durante los años 90 el desarrollo de las técnicas de " air sparging " (burbujeo de oxígeno) hizo posible la biorremediación en zonas por debajo del nivel freático. Al mismo tiempo, la implementación en la práctica de aproximaciones experimentales en el laboratorio permitió el tratamiento de hidrocarburos clorados, los primeros intentos con metales pesados, el trabajo en ambientes anaerobios, etc. Paralelamente, se desarrollaron métodos de ingeniería que mejoraron los rendimientos de las técnicas más populares para suelos contaminados (" landfarming ", " composting ", etc.) (Riser-Roberts, 1998).
En la actualidad, la biorremediación enfrenta un nuevo reto: el de convencer a las compañías y a los organismos oficiales de su alto potencial. En algunos países, la biorremediación fue una técnica poco reconocida y marginada, hoy en día se ha convertido en una verdadera industria. Esta “industria” busca seguir mejorando en sus líneas interdisciplinares, que se pueden resumir en los siguientes puntos:  Integración en el proceso de técnicas innovadoras que ayuden a comprender y controlar los fenómenos de transporte de nutrientes y otros posibles aditivos.  Desarrollo de técnicas rápidas de biología molecular que permitan caracterizar las poblaciones indígenas de los emplazamientos contaminados así como su potencial enzimático (Theron y Cloete, 2000; Watanabe, 2001).  Exploración de las implicaciones del concepto de biodisponibilidad (" bioavailability ") definido por las propiedades físico-químicas de los contaminantes. Se trata de un factor que en muchos casos está limitando la biodegradación y en otros reduciendo la toxicidad de los contaminantes.  Desarrollo definitivo de técnicas de bioaumentación realmente útiles (Major et al., 2002).
VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA BIORREMEDIACIÓN   ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
[object Object],[object Object],[object Object]
Es muy amplio, pudiendo considerarse como objeto cada uno de los estados de la materia (Atlas y Unterman, 1999):  Sólido .   Con aplicaciones sobre medios contaminados como suelos o sedimentos, o bien directamente en lodos, residuos, etc.  Líquido .   Aguas superficiales y subterráneas, aguas residuales.  Gases .   Emisiones industriales, así como productos derivados del tratamiento de aguas o suelos.  AMBITO DE APLICABILIDAD
También se puede realizar una clasificación en función de los contaminantes con los que se puede trabajar (Alexander, 1999; Eweis  et al.,  1999):  Hidrocarburos de todo tipo  (alifáticos, aromáticos, BTEX, PAHs,...).  Hidrocarburos clorados  (PCBs, TCE, PCE, pesticidas, herbicidas,...).  Compuestos nitroaromáticos  (TNT y otros).  Metales pesados.   Estos no se metabolizan por los microorganismos de manera apreciable, pero pueden ser inmovilizados o precipitados.  Otros contaminantes . Compuestos organofosforados, cianuros, fenoles, etc.
Requerimientos de la biorremediación:
 
[object Object]
[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Bioventing o inyección de aire Consistente en la ventilación forzada del suelo mediante la inyección a presión de oxígeno (aire) en la zona no saturada del suelo a través de pozos de inyección. Debido a la aireación del suelo se va a favorecer la degradación de los hidrocarburos por dos motivos: por volatilización, facilitando la migración de la fase volátil de los contaminantes, y por biodegradación, ya que al incrementar la oxigenación del suelo se van a estimular la actividad bacteriana. Los factores a tener en cuenta en la aplicación del bioventing o inyección de aire natural son: –  Se degradarán más fácilmente las moléculas más pequeñas (hasta C 20 ), siendo más fácilmente biodegradables los compuestos parafinados o de cadena lineal que los compuestos aromáticos. En general, son favorables los compuestos de alta volatilidad (presión de vapor mayor de 10 mm de Hg a 20ºC). –  Los suelos deben contener bajos contenidos en arcilla y ser lo más homogéneamente posible, con un valor de permeabilidad al aire adecuado (> 10-10 cm2). –  El principal problema es la biodisponibilidad de los microorganismos. Cuanto menor es la solubilidad de los contaminantes menor será la biodisponibilidad. –  Los aportes de oxígeno deben ser suficientes, así como la existencia de fuentes de carbono, aceptores de electrones y energía suficientes. –  No debe existir de producto libre en flotación sobre el nivel freático. –  Deben existir unas condiciones óptimas de pH (6 y 8), de humedad (12-30% en peso), potencial redox mayor de -50 mV, temperatura entre 0 y 40 ºC y los nutrientes del suelo en relación N:P de 10:1. –  Necesidad de tiempos de actuación cortos (meses) y coste medio-alto.
Bioventing
Biosparging o Inyección de aire a presión  Consiste en inyectar aire a presión en la parte inferior para deslazar el agua de los espacios intersticiales de la matriz del suelo. Esta inyección genera principalmente dos efectos:  1. El aire inyectado absorbe gran cantidad de los hidrocarburos volátiles presentes en el agua y el suelo.  2. El aire eleva los niveles de oxígeno del agua mejorando la biodegradación de los contaminantes (Matthews, 1993).  Con la inyección de aire a presión se llevan a cabo dos mecanismos de remoción del contaminante, la volatilización de compuestos de la zona insaturada y la fase acuosa y la biodegradación. El mecanismo gobernante depende de las características de los contaminantes.
 
Atenuación Natural ,[object Object],[object Object]
Su característica principal es la utilización de los procesos fisicoquímicos de interacción contaminante-suelo y los procesos de biodegradación que tienen lugar de forma natural en el medio. Estos procesos se conocen como procesos de biotransformación natural  que van a reducir la concentración de los contaminantes y entre los que se encuentran la  dilución, dispersión, volatilización, adsorción, biodegradación y aquellas reacciones químicas que se producen en el suelo y que contribuyen de alguna forma a la disminución de la contaminación .  Esta técnica se aplica en aquellos casos en los que exista contaminación producida por hidrocarburos de tipo halogenado o no halogenado. La atenuación natural puede darse en presencia (condiciones aeróbicas) o ausencia de oxigeno (condiciones anaeróbicas). En presencia de oxígeno los microorganismos convierten en última instancia los contaminantes en dióxido de carbono, agua y masa celular microbiana (mineralización). En el caso de escasez de oxígeno, los microorganismos dependen de otros aceptores de electrones disponibles (nitrato, sulfato, formas oxidadas de Fe o Mn,...). Se trata de una biodegradación anaerobia, cuyos mecanismos y significado se están comenzando a comprender en los últimos años (Heider et al., 1999).  ATENUACION NATURAL
Atenuación Natural
Su característica principal es la utilización de los procesos físico-químicos de interacción contaminante-suelo y los procesos de biodegradación que tienen lugar de forma natural en el medio. Estos procesos se conocen como procesos de biotransformación natural ATENUACION NATURAL Biorremediación intrínseca : se deja que el propio ambiente natural resuelva el problema si se determina que en el propio ambiente hay las poblaciones y condiciones optimas( temperatura, pH, nutrientes etc...). Aún así se sigue un control para asegurarse que no se producen compuestos tóxicos secundarios.
Factores de atenuación natural ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Bioestimulación  Consiste en la estimulación de las poblaciones microbianas indígenas existentes en el suelo mediante la adición de nutrientes, regulación de condiciones redox, cambio de pH, u otras condiciones diversas sobre las que se puede influir . En este sistema, el agua subterránea es conducida a la superficie por medio de un sistema de pozos de extracción, se acondiciona en un reactor para volverla a inyectar y estimular la degradación bacteriana de los contaminantes del subsuelo y del acuífero. En el reactor en superficie se agregan al agua: nutrientes, oxígeno, microorganismos previamente seleccionados y adaptados, y el efluente se retorna al subsuelo por medio de pozos de inyección, aspersores superficiales o galerías de infiltración distribuidas a lo largo y ancho del sitio que se requiere remediar. Algunas veces esta técnica utiliza biosurfactantes para ayudar al lavado de contaminantes del suelo (Zitrides, 1990); (Cole, 1994).
Las características determinantes en la selección, el éxito o el fracaso de esta técnica de remediación son:    Tipo de suelo .  Los suelos deben ser lo más homogéneos posible, con un valor de porosidad y permeabilidad al aire adecuado (> 10-10 cm2).    Deben existir unas condiciones óptimas de pH (6 y 8), de humedad (12-30% en peso), temperatura entre 0 y 40 ºC y los nutrientes del suelo en relación N:P de 10:1.  Ventajas.    Esta técnica es muy útil en el tratamiento de extensas zonas contaminadas de centros industriales donde no es posible o conveniente parar el proceso operativo para realizar el tratamiento requerido.
Bioaumentación  Otras líneas de investigación han llevado a la introducción de microorganismos aclimatados o incluso modificados genéticamente en el medio, con el fin de mejorar la biodegradación (Walter, 1997; Atlas y Unterman, 1999). Esta técnica funciona en condiciones de laboratorio o bioreactor, pero en ambientes externos (suelo o agua) su implantación depende de una serie de factores (Alexander, 1999).    Presencia de toxinas, nutrientes y condiciones ambientales, movilidad y/o distribución de los microorganismos y la presencia de abundante materia orgánica.    Los microorganismos añadidos deben sobrevivir a los depredadores y competir con éxito con la población autóctona antes de ocupar los nichos potenciales.    En general, los ambientes más selectivos y la utilización de consorcios microbianos favorecen la bioaumentación.
Ventajas.     No requiere área adicional para llevar a cabo el tratamiento, ni el uso de maquinaria pesada.  Desventajas.     El tamaño de la población de microorganismos degradadores crece rápidamente como respuesta a la contaminación del medio y es muy difícil, si no imposible.
BIORREMEDIACION  ¨ex situ¨
BIORREMEDIACIÓN “EX SITU”  Dos son los tratamientos que se distinguen cuando el procedimiento se realiza fuera del lugar donde está la contaminación: tratamiento por vía sólida y tratamiento por vía suspensión. La biorrecuperación vía sólida se puede realizar por dos métodos: tratamiento en lechos y tratamiento por compostaje. La diferencia fundamental entre ambos es el sistema de aireación, mientras que en el primero sólo se pueden tratar las capas de suelo menos profundas, en el compostaje se requiere la formación de grandes apilamientos de material degradable. En el tratamiento vía suspensión se excava el material contaminado y se traslada a un reactor. La característica de este método es la suspensión en un medio acuoso del suelo contaminado, es decir, el tratamiento se lleva a cabo bajo condiciones de saturación de agua. La ventaja de estos procedimientos frente a los primeros radica en la posibilidad de optimizar mejor los parámetros microbiológicos, así como el control del proceso; a cambio, lógicamente, de un mayor costo.
Bioceldas o biopilas   Es un tratamiento de biorremediación en condiciones no saturadas, que consiste en la reducción de la concentración de contaminantes derivados del petróleo en suelos excavados mediante el uso de la biodegradación a partir de la construcción de un sistema cerrado que permita controlar lixiviados, hidrocarburos volátiles y algunas variables de diseño mediante el suministro de nutrientes y oxígeno a través de la pila del suelo. La técnica consiste en la formación de pilas de material biodegradable de dimensiones variables, formadas por suelo contaminado y materia orgánica (compost) en condiciones favorables para el desarrollo de los procesos de biodegradación de los contaminantes. En el fondo de la pila el sistema cuenta con un aislante que generalmente son geomembranas o canales plásticos para el control de lixiviados. Estas pilas de compost pueden ser aireadas de forma activa, volteando la pila, o bien de forma pasiva, mediante tubos perforados de aireación, con distribución permanente de nutrientes, microorganismos y aire. En principio, las biopilas se pueden aplicar a la mayoría de los compuestos orgánicos, siendo más eficaz en los compuestos de carácter más ligero.
Biopilas ,[object Object],[object Object],[object Object]
Esquema de la biopila
 
Sistema de Biopilas alargadas
Sistema de biopilas estáticas
Diseño y aplicación de sistemas de Biotratamiento ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Características de los microorganismos biodegradadores   ,[object Object],[object Object],[object Object]
Principales microorganismos degradadores de petróleo Bacterias Achrornobacter Acinetobacter Actinomyces Aeromonas Alcaligenes Arthrobacter Bacillus Beneckea Brevebacterium Coryneforms Erwinia Flavobacterium Klebsiella Lactobacillus Leumthrix Moraxella Nocardia Peptococcus Pseudomonas Sarcina Spherotilus Spirillum Streptomyces Vibrio Xanthomyces Hongos Allescheria Aspergillus Aureobasidium Botrytis Candida Cephalosporium Cladosporium Cunninghamella Debaromyces Fusarium Gonytrichum Hansenula Helminthosporium Mucor Oidiodendrum Paecylomyses Phialophora Penicillium Rhodosporidium Rhodotorula Saccharomyces Saccharomycopisis Scopulariopsis Sporobolomyces Torulopsis Trichoderma Trichosporon Todos los ecosistemas acuáticos y marinos contienen algún tipo de microorganismos degradadores de petróleo
Degradación de Hidrocarburos por diversos Tipos de Bacteria
FITORREMEDIACION
FITOREMEDIACION Uso de la capacidad de algunas plantas para acumular los tóxicos que contaminan el suelo y las aguas El término fitorremediación es asociado con el uso potencial de especies hiperacumuladoras
Arabidopsis thaliana , una pequeña hierba que es capaz de hiperacumular cobre y zinc.   El girasol  (Heliantus anuus)  es capaz de absorber en grandes cantidades el uranio depositado en el suelo  Amaranthus retroflexus  ha mostrado ser 40 veces más efectiva que sus competidoras en absorber el amenazador cesio-137 radiactivo  Pteris vittata  , un helecho que ha demostrado recientemente ser capaz de absorber el peligroso arsénico, siendo capaz de concentrarlo hasta 200 veces respecto al suelo de donde lo toma
MECANISMOS DE FITORREMEDIACION Modelo conceptual de las interacciones de suelo, planta (mecanismos) y microorganismos para la biodegradación de las moléculas orgánicas xenobióticas,(modificado de Crowley  et al.  1997)
Microorganismos  degradadores  de toxinas Toxina Tipos de fitorremediación , en donde se indica la zona de la planta en donde ocurre el proceso.
Tipos de fitorremediación
Rizosfera La rizosfera es una región de aproximadamente 3mm, muy activa química y biológicamente donde interactúan las raíces y los microorganismos. Aca se producen exudados radiculares  que atraen a los microorganismos
Rizosfera ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],Región de suelo inmediatamente adyacente a las raíces de las plantas (Frick  et al. , 1999). ,[object Object],[object Object],[object Object],exudados radiculares. C1 C C C Microorganismos de la rizosfera C C Biodegradación Productos intermedios Cometabolismo
[object Object],SUELOS FITOESTABILIZACION FITOINMOBILIZACION FITOEXTRACCION FITOVOLATILIZACION FITODEGRADACION RIZOFILTRACION BARRERAS HIDRAULICAS CUBIERTAS VEGETATIVAS HUMEDALES ARTIFICIALES APLICACIONES DE LA FITOREMEDIACION Procesos de fitoremediación de suelos y aguas
Productos que pueden ser tratados con fitoremediación Productos inorganicos Metales tóxicos radionucleidos Productos orgánicos Solventes clorados Explosivos Hidrocarburos de petróleo pesticidas
DESCONTAMINACION DE EMISIONES GASEOSAS
Tecnologías para la eliminación de gases contaminantes Tecnologías fisicoquímicas ADSORCIÓN ABSORCIÓN CONDENSACION OXIDACION TOTAL (INCINERACIÒN) Tecnologías biológicas BIOFILTRACION
BIOFILTRACION El proceso de  biofiltración  se basa en la acción beneficiosa de los microorganismos, los cuales metabolizan contaminantes volátiles  orgánicos e inorgánicos , esto se lleva a cabo pasando por un medio orgánico conocido como empaque o medio de empaque, el cual se encuentra dentro de la estructura del  biofiltro . Con un monitoreo y control de las propiedades del flujo de entrada, el flujo de gas de salida, así como el  crecimiento microbiano , muchos compuestos pueden realizar su biodegradación de una forma completa, efectiva y a bajo costo.
Este grupo de tratamientos biológicos emplea microorganismos que llevan a cabo la degradación de las sustancias contaminantes de las fuentes emisoras, normalmente mediante procesos oxidativos. Prácticamente todas las sustancias son biodegradables, pero a la hora de elegir un tratamiento biológico, lo importante es estudiar si la velocidad de degradación de las sustancias contaminantes emitidas es lo suficientemente elevada como para que el proceso resulte verdaderamente eficientes.
ELIMINACION DE CONTAMINANTES AEREOS MEDIANTE FILTROS BIOLOGICOS SUSTANCIA PORCENTAJE ELIMINADO Sulfuro de hidrógeno > 99 Sulfuro de dimetilo > 91 Terpeno > 98 Gases organosulfurados > 95 Etilbenceno > 92 Tetracloroetileno > 86 Clorobenceno > 69 Nitrobenceno > 95 BTX (benceno, tolueno, xileno) > 95 Metanol > 98 Estireno > 90 Formaldehido > 95
Evaluación de Especies de la Flora como Agentes de Descontaminación de Aire de Interiores   De varias plantas estudiadas contra benceno usado como referente por 24 horas, las más efectivas fueron  Pelargonium domesticum  (elimina 95% de benceno),  Kalanchoe blossfeldiana  (elimina 85%),  Saxifraga stolonifera  (elimina 41%) y  Magnesia  (elimina 25%). Eliminación de benceno y tricloroetileno (TCE) en presencia de planta, se estableció que para un período de 8 horas de exposición hay apreciable efectividad para Gomero (60.8% benceno; 30.4% TCE), Kalanchoe (76.8% benceno; 21.1% TCE), y Mala Madre (29.4% benceno; 47.6% TCE  El gomero o  Ficus robusta   Saxifraga stolonifera
Biopilas de compostaje para recuperar suelos contaminados por hidrocarburos ,[object Object],[object Object]
Ventajas ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],Limitaciones
 
 
En general, la contaminación de suelos, agua y aire  por productos, compuestos o desechos orgánicos de la industria petrolera pueden ser tratados y recuperados ecológicamente con la biorremediación, basada en la estimulación de los organismos apropiados.
[object Object]
Los plásmidos de bacterias ,[object Object]
2. Conjugación, sexducción y plásmido R
Conjugación, sexducción y plásmido R ,[object Object]
3. estructura de los plásmidos

Más contenido relacionado

La actualidad más candente

Determinación de la calidad del agua de rio………..mediante
Determinación de la calidad del agua de rio………..mediante Determinación de la calidad del agua de rio………..mediante
Determinación de la calidad del agua de rio………..mediante Roy Peralta Barboza
 
Contaminacion atmosferica
Contaminacion atmosfericaContaminacion atmosferica
Contaminacion atmosfericaYanet Caldas
 
Microbiología del agua
Microbiología del aguaMicrobiología del agua
Microbiología del aguaguest6e00ca1
 
Tratamiento de agua Residuales
Tratamiento de agua ResidualesTratamiento de agua Residuales
Tratamiento de agua Residualesbioquicadat
 
BIODEGRADACIÓN DE XENOBIÓTICOS
BIODEGRADACIÓN DE XENOBIÓTICOSBIODEGRADACIÓN DE XENOBIÓTICOS
BIODEGRADACIÓN DE XENOBIÓTICOSBarbara Cabanillas
 
Turbiedad en Aguas Residuales
Turbiedad en Aguas ResidualesTurbiedad en Aguas Residuales
Turbiedad en Aguas ResidualesJosé Ferley
 
monitoreo ambiental
monitoreo ambientalmonitoreo ambiental
monitoreo ambientalhenrycr80
 
Microorganismos en la biorremediación
Microorganismos en la biorremediaciónMicroorganismos en la biorremediación
Microorganismos en la biorremediaciónYayo Salazar Benavides
 
Examen tratamiento aguas residuales
Examen tratamiento aguas residualesExamen tratamiento aguas residuales
Examen tratamiento aguas residualesWaldo Ramirez
 
tecnicas monitoreo calidad aire - monitoreo ambiental.com
 tecnicas monitoreo calidad aire - monitoreo ambiental.com tecnicas monitoreo calidad aire - monitoreo ambiental.com
tecnicas monitoreo calidad aire - monitoreo ambiental.comAmparo Elizabeth Robles Zambrano
 
1. tratamiento agua residual diapositivas
1. tratamiento agua residual   diapositivas1. tratamiento agua residual   diapositivas
1. tratamiento agua residual diapositivasViter Becerra
 
Bioremediacion hidrocarburos con microorganismos, tecnicas
Bioremediacion hidrocarburos con microorganismos, tecnicasBioremediacion hidrocarburos con microorganismos, tecnicas
Bioremediacion hidrocarburos con microorganismos, tecnicasLuis Vásquez Bustamante
 

La actualidad más candente (20)

Determinación de la calidad del agua de rio………..mediante
Determinación de la calidad del agua de rio………..mediante Determinación de la calidad del agua de rio………..mediante
Determinación de la calidad del agua de rio………..mediante
 
Fitorremediacion
FitorremediacionFitorremediacion
Fitorremediacion
 
Contaminacion atmosferica
Contaminacion atmosfericaContaminacion atmosferica
Contaminacion atmosferica
 
Landfarming biorremediacion
Landfarming biorremediacionLandfarming biorremediacion
Landfarming biorremediacion
 
Microbiología del agua
Microbiología del aguaMicrobiología del agua
Microbiología del agua
 
Fitorremediación
FitorremediaciónFitorremediación
Fitorremediación
 
Lagunas de estabilización
Lagunas de estabilizaciónLagunas de estabilización
Lagunas de estabilización
 
Biorremediacion
BiorremediacionBiorremediacion
Biorremediacion
 
Tratamiento de agua Residuales
Tratamiento de agua ResidualesTratamiento de agua Residuales
Tratamiento de agua Residuales
 
BIODEGRADACIÓN DE XENOBIÓTICOS
BIODEGRADACIÓN DE XENOBIÓTICOSBIODEGRADACIÓN DE XENOBIÓTICOS
BIODEGRADACIÓN DE XENOBIÓTICOS
 
Estudio de impacto ambiental
Estudio de impacto ambientalEstudio de impacto ambiental
Estudio de impacto ambiental
 
Turbiedad en Aguas Residuales
Turbiedad en Aguas ResidualesTurbiedad en Aguas Residuales
Turbiedad en Aguas Residuales
 
monitoreo ambiental
monitoreo ambientalmonitoreo ambiental
monitoreo ambiental
 
Biorremediacion
BiorremediacionBiorremediacion
Biorremediacion
 
Microorganismos en la biorremediación
Microorganismos en la biorremediaciónMicroorganismos en la biorremediación
Microorganismos en la biorremediación
 
Examen tratamiento aguas residuales
Examen tratamiento aguas residualesExamen tratamiento aguas residuales
Examen tratamiento aguas residuales
 
tecnicas monitoreo calidad aire - monitoreo ambiental.com
 tecnicas monitoreo calidad aire - monitoreo ambiental.com tecnicas monitoreo calidad aire - monitoreo ambiental.com
tecnicas monitoreo calidad aire - monitoreo ambiental.com
 
1. tratamiento agua residual diapositivas
1. tratamiento agua residual   diapositivas1. tratamiento agua residual   diapositivas
1. tratamiento agua residual diapositivas
 
Microbiologia del agua
Microbiologia del aguaMicrobiologia del agua
Microbiologia del agua
 
Bioremediacion hidrocarburos con microorganismos, tecnicas
Bioremediacion hidrocarburos con microorganismos, tecnicasBioremediacion hidrocarburos con microorganismos, tecnicas
Bioremediacion hidrocarburos con microorganismos, tecnicas
 

Destacado

Tratamiento de aguas residuales fitorremediacion
Tratamiento de aguas residuales   fitorremediacionTratamiento de aguas residuales   fitorremediacion
Tratamiento de aguas residuales fitorremediacionNoslen Shiguango
 
Generalidades sobre biorremediación
Generalidades sobre biorremediaciónGeneralidades sobre biorremediación
Generalidades sobre biorremediaciónprofeguerrini
 
Biorremediación 3º2º 2011
Biorremediación 3º2º 2011Biorremediación 3º2º 2011
Biorremediación 3º2º 2011profeguerrini
 
San francisco de asis
San francisco de asisSan francisco de asis
San francisco de asisangelordx
 
Renacimiento 2
Renacimiento  2Renacimiento  2
Renacimiento 2rule_91
 
San francisco de asis
San francisco de asisSan francisco de asis
San francisco de asisCriss Russo
 
Francisco y Clara de Asís: Su Época
Francisco y Clara de Asís: Su ÉpocaFrancisco y Clara de Asís: Su Época
Francisco y Clara de Asís: Su ÉpocaGRECIA ALBORNOZ
 
El Renacimiento En Italia
El Renacimiento En ItaliaEl Renacimiento En Italia
El Renacimiento En Italiamercedes
 
BIOTECNOLOGÍA: PROBLEMAS ACTUALES, APLICACIONES, RIESGOS, BENEFICIOS Y RETOS ...
BIOTECNOLOGÍA: PROBLEMAS ACTUALES, APLICACIONES, RIESGOS, BENEFICIOS Y RETOS ...BIOTECNOLOGÍA: PROBLEMAS ACTUALES, APLICACIONES, RIESGOS, BENEFICIOS Y RETOS ...
BIOTECNOLOGÍA: PROBLEMAS ACTUALES, APLICACIONES, RIESGOS, BENEFICIOS Y RETOS ...Dario Gonzalez Romero
 

Destacado (20)

Biorremediación
BiorremediaciónBiorremediación
Biorremediación
 
Biorremediacion
BiorremediacionBiorremediacion
Biorremediacion
 
Tratamiento de aguas residuales fitorremediacion
Tratamiento de aguas residuales   fitorremediacionTratamiento de aguas residuales   fitorremediacion
Tratamiento de aguas residuales fitorremediacion
 
Biorremediación c
Biorremediación cBiorremediación c
Biorremediación c
 
Generalidades sobre biorremediación
Generalidades sobre biorremediaciónGeneralidades sobre biorremediación
Generalidades sobre biorremediación
 
Biorremediación 3º2º 2011
Biorremediación 3º2º 2011Biorremediación 3º2º 2011
Biorremediación 3º2º 2011
 
BIORREMEDIACIÓN
BIORREMEDIACIÓNBIORREMEDIACIÓN
BIORREMEDIACIÓN
 
Biorremediacion
BiorremediacionBiorremediacion
Biorremediacion
 
Plaguicidas
PlaguicidasPlaguicidas
Plaguicidas
 
Historia de san francisco de asis
Historia de san francisco de asisHistoria de san francisco de asis
Historia de san francisco de asis
 
San francisco de asis
San francisco de asisSan francisco de asis
San francisco de asis
 
Renacimiento 2
Renacimiento  2Renacimiento  2
Renacimiento 2
 
San francisco de asis
San francisco de asisSan francisco de asis
San francisco de asis
 
Visão2
Visão2Visão2
Visão2
 
San francisco de Asis
San francisco de AsisSan francisco de Asis
San francisco de Asis
 
Francisco y Clara de Asís: Su Época
Francisco y Clara de Asís: Su ÉpocaFrancisco y Clara de Asís: Su Época
Francisco y Clara de Asís: Su Época
 
Plaguicidas y Salud Pública
Plaguicidas y Salud PúblicaPlaguicidas y Salud Pública
Plaguicidas y Salud Pública
 
San Francisco De Asis
San Francisco De AsisSan Francisco De Asis
San Francisco De Asis
 
El Renacimiento En Italia
El Renacimiento En ItaliaEl Renacimiento En Italia
El Renacimiento En Italia
 
BIOTECNOLOGÍA: PROBLEMAS ACTUALES, APLICACIONES, RIESGOS, BENEFICIOS Y RETOS ...
BIOTECNOLOGÍA: PROBLEMAS ACTUALES, APLICACIONES, RIESGOS, BENEFICIOS Y RETOS ...BIOTECNOLOGÍA: PROBLEMAS ACTUALES, APLICACIONES, RIESGOS, BENEFICIOS Y RETOS ...
BIOTECNOLOGÍA: PROBLEMAS ACTUALES, APLICACIONES, RIESGOS, BENEFICIOS Y RETOS ...
 

Similar a Biorremediacion de suelos , agua y aire

Similar a Biorremediacion de suelos , agua y aire (20)

Biotecnologia ambiental
Biotecnologia ambientalBiotecnologia ambiental
Biotecnologia ambiental
 
Agro trabajo
Agro trabajoAgro trabajo
Agro trabajo
 
Biotecnologia medioambiental
Biotecnologia medioambientalBiotecnologia medioambiental
Biotecnologia medioambiental
 
Biotecnología
BiotecnologíaBiotecnología
Biotecnología
 
Contamina..
Contamina..Contamina..
Contamina..
 
RETOS Y TENDENCIAS DE LA INGENIERÍA AMBIENTAL PARA EL SIGLO XXI
RETOS Y TENDENCIAS DE LA INGENIERÍA AMBIENTAL PARA EL SIGLO XXIRETOS Y TENDENCIAS DE LA INGENIERÍA AMBIENTAL PARA EL SIGLO XXI
RETOS Y TENDENCIAS DE LA INGENIERÍA AMBIENTAL PARA EL SIGLO XXI
 
Contaminacion
ContaminacionContaminacion
Contaminacion
 
Biorremediacion 34 35
Biorremediacion 34 35Biorremediacion 34 35
Biorremediacion 34 35
 
biorremediacion microbiana.pdf
biorremediacion microbiana.pdfbiorremediacion microbiana.pdf
biorremediacion microbiana.pdf
 
Bioindicadores de la calidad del suelo
Bioindicadores de la calidad del sueloBioindicadores de la calidad del suelo
Bioindicadores de la calidad del suelo
 
Medio ambiente
Medio ambienteMedio ambiente
Medio ambiente
 
Nando work
Nando workNando work
Nando work
 
Nando work
Nando workNando work
Nando work
 
Nando work
Nando workNando work
Nando work
 
Nando work
Nando workNando work
Nando work
 
Unidad 4
Unidad 4Unidad 4
Unidad 4
 
Biotecnología Ambiental
Biotecnología AmbientalBiotecnología Ambiental
Biotecnología Ambiental
 
Biorremediacion
BiorremediacionBiorremediacion
Biorremediacion
 
MEDIO AMBIENTE
MEDIO AMBIENTEMEDIO AMBIENTE
MEDIO AMBIENTE
 
Unidad I Bioremediacion 2022.ppt
Unidad I Bioremediacion 2022.pptUnidad I Bioremediacion 2022.ppt
Unidad I Bioremediacion 2022.ppt
 

Más de nataliaosinaga

Nivel tisular de organizacion
Nivel tisular de organizacionNivel tisular de organizacion
Nivel tisular de organizacionnataliaosinaga
 
Introducción al cuerpo humano
Introducción al cuerpo humanoIntroducción al cuerpo humano
Introducción al cuerpo humanonataliaosinaga
 
Arquetipos y clasificación
Arquetipos y clasificaciónArquetipos y clasificación
Arquetipos y clasificaciónnataliaosinaga
 
Ciencias Naturales 6to 2010
Ciencias Naturales 6to 2010Ciencias Naturales 6to 2010
Ciencias Naturales 6to 2010nataliaosinaga
 
Ciencias nat 2010 patricio k juan s agus tosi hernan brarda
Ciencias nat 2010 patricio k juan s agus tosi hernan brardaCiencias nat 2010 patricio k juan s agus tosi hernan brarda
Ciencias nat 2010 patricio k juan s agus tosi hernan brardanataliaosinaga
 
Ciencias naturales 2010 Cami C Cami B Delfi Maga
Ciencias naturales 2010 Cami C Cami B Delfi MagaCiencias naturales 2010 Cami C Cami B Delfi Maga
Ciencias naturales 2010 Cami C Cami B Delfi Maganataliaosinaga
 
Ciencias Naturales 2010
Ciencias Naturales 2010Ciencias Naturales 2010
Ciencias Naturales 2010nataliaosinaga
 
Ciencias Naturales 2010 colombo-bodetto-alvarez-valladares.
Ciencias Naturales 2010 colombo-bodetto-alvarez-valladares.Ciencias Naturales 2010 colombo-bodetto-alvarez-valladares.
Ciencias Naturales 2010 colombo-bodetto-alvarez-valladares.nataliaosinaga
 
Trabajo Anual de Ciencias Naturales
Trabajo Anual de Ciencias NaturalesTrabajo Anual de Ciencias Naturales
Trabajo Anual de Ciencias Naturalesnataliaosinaga
 

Más de nataliaosinaga (15)

Transporte celular
Transporte celularTransporte celular
Transporte celular
 
La tragedia educativa
La tragedia educativaLa tragedia educativa
La tragedia educativa
 
Darwin
DarwinDarwin
Darwin
 
Nivel tisular de organizacion
Nivel tisular de organizacionNivel tisular de organizacion
Nivel tisular de organizacion
 
Introducción al cuerpo humano
Introducción al cuerpo humanoIntroducción al cuerpo humano
Introducción al cuerpo humano
 
Arquetipos y clasificación
Arquetipos y clasificaciónArquetipos y clasificación
Arquetipos y clasificación
 
Ciencias Naturales 6to 2010
Ciencias Naturales 6to 2010Ciencias Naturales 6to 2010
Ciencias Naturales 6to 2010
 
Ciencias nat 2010 patricio k juan s agus tosi hernan brarda
Ciencias nat 2010 patricio k juan s agus tosi hernan brardaCiencias nat 2010 patricio k juan s agus tosi hernan brarda
Ciencias nat 2010 patricio k juan s agus tosi hernan brarda
 
Ciencias naturales 2010 Cami C Cami B Delfi Maga
Ciencias naturales 2010 Cami C Cami B Delfi MagaCiencias naturales 2010 Cami C Cami B Delfi Maga
Ciencias naturales 2010 Cami C Cami B Delfi Maga
 
Ciencias Naturales 2010
Ciencias Naturales 2010Ciencias Naturales 2010
Ciencias Naturales 2010
 
Cs.naturales
Cs.naturalesCs.naturales
Cs.naturales
 
Ciencias Naturales 2010 colombo-bodetto-alvarez-valladares.
Ciencias Naturales 2010 colombo-bodetto-alvarez-valladares.Ciencias Naturales 2010 colombo-bodetto-alvarez-valladares.
Ciencias Naturales 2010 colombo-bodetto-alvarez-valladares.
 
Trabajo Anual de Ciencias Naturales
Trabajo Anual de Ciencias NaturalesTrabajo Anual de Ciencias Naturales
Trabajo Anual de Ciencias Naturales
 
Tarea 3
Tarea 3Tarea 3
Tarea 3
 
Tarea 3
Tarea 3Tarea 3
Tarea 3
 

Biorremediacion de suelos , agua y aire

  • 2. En las últimas décadas, la liberación de contaminantes al ambiente, producida principalmente como consecuencia del desarrollo industrial, ha superado con creces los mecanismos naturales de reciclaje y autodepuración de los ecosistemas receptores. Este hecho ha conducido a una evidente acumulación de contaminantes en los distintos ecosistemas hasta niveles preocupantes. Por ello, amén de reducir en todo lo posible la liberación de contaminantes, hoy en día existe la necesidad de indagar en la búsqueda de procesos que aceleren la degradación de los contaminantes presentes en el ambiente. Así, se reducirían de forma progresiva los efectos perniciosos que producen sobre los ecosistemas y la salud humana. INTRODUCCION
  • 3.  
  • 4. ¿QUE Y CUANTO CONTAMINA? El aumento de la población y el desarrollo industrial sin precedentes alcanzados hasta el siglo XXI han elevado la presencia de contaminantes sólidos, líquidos y gaseosos convencionales a niveles críticos. La consecuencia ha sido la aparición de problemas de contaminación que antes se desconocían y para los cuales la sociedad no estaba preparada. Cada año, los efluentes agrícolas, residuos industriales y los accidentes industriales, contaminan las aguas superficiales, los suelos, el aire, las corrientes acuosas, y los reservorios.
  • 5. Cerca de 1500 millones de toneladas de crudo son transportados anualmente en buques como carga, como combustible, o para otros usos. Una cantidad de crudo, relativamente pequeña, pero sustancial, nunca alcanza su destino siendo éste el medio ambiente marino como consecuencia de accidentes y derrames en operaciones de descarga (Peet, 1994) Durante el pasado y presente siglo, la creciente explotación de petróleo ha traído consigo todo tipo de accidentes ecológicos que han dañado los ecosistemas acuáticos causando graves daños a la salud humana, a la vida silvestre y al ecosistema en general.
  • 6. La industria química produce gran cantidad de compuestos xenobióticos, cuya estructura química difiere considerablemente de los compuestos orgánicos naturales. Algunos de estos compuestos xenobióticos, con grupos halógenos y nitrogenados, utilizados como propelentes, refrigerantes, disolventes, bifenoles policlorados(PCB),plásticos, detergentes, explosivos y plaguicidas, son resistentes (recalcitrantes) a la biodegradación. Algunos de los xenobióticos más recalcitrantes sufren un proceso de biomagnificación en las redes tróficas. Este proceso se inicia con los microorganismos y causa la acumulación del xenobiótico en los niveles tróficos superiores, donde provoca graves daños ecológicos.
  • 7. PROBLEMAS DE CONTAMINACION AMBIENTAL CONTAMINACION DEL SUELO, AGUA Y AIRE
  • 8. CONTAMINACION DEL AGUA MARINA www.cco.gov.co /contmar1.htm
  • 9.  
  • 10.  
  • 11. Desembocadura Río Mississipi en el Golfo de México-EE.UU. Fuente: www.earth.rice.edu • Por vertimientos directos: Directamente al mar se vierten residuos sólidos o y aguas residuales, producto de actividades en los buques, los puertos, zonas urbanizadas en áreas costeras y los fondos marinos.
  • 12. CONTAMINACION DE SUELOS Y LA NAPA FREATICA
  • 13. Ingreso de agua contaminada con crudo debido al elevado nivel freático (a 60 cm de profundidad). PLUSPETROL – Trompeteros – LOTE 8. Iquitos Suelo “normal” Suelo “contaminado”
  • 14. 0 30 cm 60 cm La mayor cantidad de hidrocarburos totales se encuentran en la parte superior y disminuyen con la profundidad Sub Suelo orgánico saturado de agua – con alto contenido de crudo - 0 5000 10000 15000 20000 mg/kg de TPH Nivel freático
  • 15. CONTAMINACION DE AGUAS POR MERCURIO
  • 16. BIOTA EN EL AGUA QUE ES AFECTADA POR HIDROCARBUROS
  • 17.  
  • 18. LA BIOTA EN EL SUELO
  • 19.  
  • 20.  
  • 21. CONTAMINACION POR RESIDUOS SÓLIDOS URBANOS
  • 23. MINERIA IMPACTOS AL AMTIENTE Suelos contaminados Recursos hídricos contaminados Canchas de relave Desmontes Rellenos sanitarios y vertidos industriales Aire y gases residuales Aspectos sociales
  • 24. CONTAMINACION DEL AGUA Y SUELO POR LA AGRICULTURA Y GANADERIA
  • 25. Sustancia Tiempo para la desaparición del 75 al 100% In secticidas clorados   DDT 4 años Aldrín 3 años Clordano 5 años Heptacloro 2 años Lindano 3 años Insecticidas organofosforados :   Diazinón 12 semanas Malatión 1 semana Paratión 1 semana Herbicidas :   2,4-D(ácido 2,4-diclorofenoxiacético) 4 semanas 2,4,5T(ácido2,4,5,triclorofenoxiacético) 20 semanas Dalapín 8 semanas Atrazina 40 semanas Simazina 48 semanas Propazina 1.5 años Plaguicidas en el suelo
  • 26. PRINCIPALES CAUSAS DE CONTAMINACIÓN DEL AIRE:   Emisiones del transporte urbano (CO, CnHn, NO, SO2, Pb)   Emisiones industriales gaseosas (CO, CO2, NO, SOx)   Emisiones Industriales en polvo (cementos, yeso, etc.)   Basurales (metano, malos olores).   Quema de basura (CO2 y gases tóxicos)   Incendios forestales (CO2)   Fumigaciones aéreas (líquidos tóxicos en suspensión).   Derrames de petróleo (Hidrocarburos gaseosos).   Corrientes del aire  y relación presión/temperatura
  • 28. BIOTECNOLOGIA “ Es la integración de ciencias naturales e ingeniería para llevar a cabo la aplicación de organismos, células, partes de las mismas y análogos moleculares en productos y servicios”
  • 29. BIOTECNOLOGIA AMBIENTAL Aplicación de la Biotecnología en aspectos mediambientales: * Seguimiento de la Contaminación (biosensores, biomarcadores) * Tratamiento de los residuos (origen doméstico, agrícola, industrial) * Tratamiento de lugares y vías fluviales ya contaminados (Biorremediación) * Prevención de la Contaminación (uso se microorganismos o enzimas, plantas, biocombustible, plasticos biodegradables, Aplicación específica de la Biotecnología al tratamiento de problemas medioambientales, incluyendo el tratamiento de aguas, el control de la contaminación y su integración con tecnologías no biológicas.
  • 30. BIOTECNOLOGIA AMBIENTAL “ Es la aplicación de estos procesos a la protección y restauración de la calidad del medio ambiente” BIORREMEDIACION
  • 32. La Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA) define biorremediación como "el proceso en el que microbios, típicamente bacteria o hongos, degradan químicos peligrosos a compuestos menos tóxicos o no tóxicos". Biorremediación es el uso de organismos vivos, componentes celulares y enzimas libres, con el fin de realizar una mineralización de compuestos contaminantes . Biorremediación
  • 33. La biorremediación es la utilización de tecnologías mediante las cuales se estimula la biodegradación del contaminante o la capacidad de recuperación del ecosistema mediante procesos biológicos, al objeto de minimizar las consecuencias de un contaminante. Estos procesos de biodegradación pueden ser llevados a cabo por la microbiota autóctona de la zona contaminada o por microorganismos adicionados al efecto, en ambos casos, lo que se consigue es una biotransformación de sustancias peligrosas en sustancias menos tóxicas o inocuas.
  • 34. Bacterias Remoción o destrucción de contaminantes por Organismo vivos o sus enzimas producidas como Hongos Plantas Protozoarios Algas ¿QUE ES BIORREMEDIACION?
  • 35. Es el manejo ecológico integral, que el hombre concientemente proyecta con el fin de aplicar soluciones viables y sostenibles encaminadas a la recuperación y preservación de un ecosistema degradado, combinando para ello las potencialidades que le brindan sus conocimientos y la capacidad que tienen algunos organismo vivos de ayudar a la recuperación del medio ambiente. Biorremediación
  • 36. La contaminación ambiental puede ser disminuida con la tecnología de biorremediación . Como en muchas enfermedades, se requiere evaluar cada caso para dar un remedio. La biorremediación de diferentes contaminantes deberá estar basada en el tipo de químico presente, el uso de organismos y el desarrollo de las condiciones ambientales más importantes. Requiere de un equipo multidisciplinario , donde su base principal es la microbiología. Para desarrollar un plan de biorremediación efectivo, costeable y ambientalmente seguro, es necesario tener un conocimiento de la ecología y de la evolución de las poblaciones microbianas degradativas.
  • 37. La biorremediación le da una mano al medio ambiente en el mejoramiento de los ecosistemas dañados, acelerando dichos procesos naturales. Lo que hacen los microorganismos es degradar los desechos en productos menos tóxicos, además de concentrar e inmovilizar sustancias tóxicas, metales pesados; minimizar desechos industriales y rehabilitar áreas afectadas con diversos contaminantes. ¿Hay que darle una mano a la Naturaleza?
  • 39. ANTECEDENTES HISTÓRICOS DE LA BIORREMEDIACIÓN A mediados del siglo XX se desarrollaron las primeras investigaciones encaminadas a estudiar el potencial de los microorganismos para biodegradar contaminantes (Zobell, 1946; Davis, 1956). Este “uso” intencionado recibió entonces el nombre de biorremediación (" bioremediation "). Las primeras técnicas que se aplicaron fueron similares al " landfarming " (¨labranza‟) actual y sus actores, lógicamente, compañías petrolíferas. Las primeras patentes, fundamentalmente para remediación de vertidos de gasolina, aparecen en los años 70. En los años 80 se generalizó el uso del aire y peróxidos para suministrar oxígeno a las zonas contaminadas mejorando la eficiencia de los procesos degradativos. Durante los años 90 el desarrollo de las técnicas de " air sparging " (burbujeo de oxígeno) hizo posible la biorremediación en zonas por debajo del nivel freático. Al mismo tiempo, la implementación en la práctica de aproximaciones experimentales en el laboratorio permitió el tratamiento de hidrocarburos clorados, los primeros intentos con metales pesados, el trabajo en ambientes anaerobios, etc. Paralelamente, se desarrollaron métodos de ingeniería que mejoraron los rendimientos de las técnicas más populares para suelos contaminados (" landfarming ", " composting ", etc.) (Riser-Roberts, 1998).
  • 40. En la actualidad, la biorremediación enfrenta un nuevo reto: el de convencer a las compañías y a los organismos oficiales de su alto potencial. En algunos países, la biorremediación fue una técnica poco reconocida y marginada, hoy en día se ha convertido en una verdadera industria. Esta “industria” busca seguir mejorando en sus líneas interdisciplinares, que se pueden resumir en los siguientes puntos: Integración en el proceso de técnicas innovadoras que ayuden a comprender y controlar los fenómenos de transporte de nutrientes y otros posibles aditivos. Desarrollo de técnicas rápidas de biología molecular que permitan caracterizar las poblaciones indígenas de los emplazamientos contaminados así como su potencial enzimático (Theron y Cloete, 2000; Watanabe, 2001). Exploración de las implicaciones del concepto de biodisponibilidad (" bioavailability ") definido por las propiedades físico-químicas de los contaminantes. Se trata de un factor que en muchos casos está limitando la biodegradación y en otros reduciendo la toxicidad de los contaminantes. Desarrollo definitivo de técnicas de bioaumentación realmente útiles (Major et al., 2002).
  • 41.
  • 42.
  • 43. Es muy amplio, pudiendo considerarse como objeto cada uno de los estados de la materia (Atlas y Unterman, 1999): Sólido . Con aplicaciones sobre medios contaminados como suelos o sedimentos, o bien directamente en lodos, residuos, etc. Líquido . Aguas superficiales y subterráneas, aguas residuales. Gases . Emisiones industriales, así como productos derivados del tratamiento de aguas o suelos. AMBITO DE APLICABILIDAD
  • 44. También se puede realizar una clasificación en función de los contaminantes con los que se puede trabajar (Alexander, 1999; Eweis et al., 1999): Hidrocarburos de todo tipo (alifáticos, aromáticos, BTEX, PAHs,...). Hidrocarburos clorados (PCBs, TCE, PCE, pesticidas, herbicidas,...). Compuestos nitroaromáticos (TNT y otros). Metales pesados. Estos no se metabolizan por los microorganismos de manera apreciable, pero pueden ser inmovilizados o precipitados. Otros contaminantes . Compuestos organofosforados, cianuros, fenoles, etc.
  • 45. Requerimientos de la biorremediación:
  • 46.  
  • 47.
  • 48.
  • 49.
  • 50. Bioventing o inyección de aire Consistente en la ventilación forzada del suelo mediante la inyección a presión de oxígeno (aire) en la zona no saturada del suelo a través de pozos de inyección. Debido a la aireación del suelo se va a favorecer la degradación de los hidrocarburos por dos motivos: por volatilización, facilitando la migración de la fase volátil de los contaminantes, y por biodegradación, ya que al incrementar la oxigenación del suelo se van a estimular la actividad bacteriana. Los factores a tener en cuenta en la aplicación del bioventing o inyección de aire natural son: – Se degradarán más fácilmente las moléculas más pequeñas (hasta C 20 ), siendo más fácilmente biodegradables los compuestos parafinados o de cadena lineal que los compuestos aromáticos. En general, son favorables los compuestos de alta volatilidad (presión de vapor mayor de 10 mm de Hg a 20ºC). – Los suelos deben contener bajos contenidos en arcilla y ser lo más homogéneamente posible, con un valor de permeabilidad al aire adecuado (> 10-10 cm2). – El principal problema es la biodisponibilidad de los microorganismos. Cuanto menor es la solubilidad de los contaminantes menor será la biodisponibilidad. – Los aportes de oxígeno deben ser suficientes, así como la existencia de fuentes de carbono, aceptores de electrones y energía suficientes. – No debe existir de producto libre en flotación sobre el nivel freático. – Deben existir unas condiciones óptimas de pH (6 y 8), de humedad (12-30% en peso), potencial redox mayor de -50 mV, temperatura entre 0 y 40 ºC y los nutrientes del suelo en relación N:P de 10:1. – Necesidad de tiempos de actuación cortos (meses) y coste medio-alto.
  • 52. Biosparging o Inyección de aire a presión Consiste en inyectar aire a presión en la parte inferior para deslazar el agua de los espacios intersticiales de la matriz del suelo. Esta inyección genera principalmente dos efectos: 1. El aire inyectado absorbe gran cantidad de los hidrocarburos volátiles presentes en el agua y el suelo. 2. El aire eleva los niveles de oxígeno del agua mejorando la biodegradación de los contaminantes (Matthews, 1993). Con la inyección de aire a presión se llevan a cabo dos mecanismos de remoción del contaminante, la volatilización de compuestos de la zona insaturada y la fase acuosa y la biodegradación. El mecanismo gobernante depende de las características de los contaminantes.
  • 53.  
  • 54.
  • 55. Su característica principal es la utilización de los procesos fisicoquímicos de interacción contaminante-suelo y los procesos de biodegradación que tienen lugar de forma natural en el medio. Estos procesos se conocen como procesos de biotransformación natural que van a reducir la concentración de los contaminantes y entre los que se encuentran la dilución, dispersión, volatilización, adsorción, biodegradación y aquellas reacciones químicas que se producen en el suelo y que contribuyen de alguna forma a la disminución de la contaminación . Esta técnica se aplica en aquellos casos en los que exista contaminación producida por hidrocarburos de tipo halogenado o no halogenado. La atenuación natural puede darse en presencia (condiciones aeróbicas) o ausencia de oxigeno (condiciones anaeróbicas). En presencia de oxígeno los microorganismos convierten en última instancia los contaminantes en dióxido de carbono, agua y masa celular microbiana (mineralización). En el caso de escasez de oxígeno, los microorganismos dependen de otros aceptores de electrones disponibles (nitrato, sulfato, formas oxidadas de Fe o Mn,...). Se trata de una biodegradación anaerobia, cuyos mecanismos y significado se están comenzando a comprender en los últimos años (Heider et al., 1999). ATENUACION NATURAL
  • 57. Su característica principal es la utilización de los procesos físico-químicos de interacción contaminante-suelo y los procesos de biodegradación que tienen lugar de forma natural en el medio. Estos procesos se conocen como procesos de biotransformación natural ATENUACION NATURAL Biorremediación intrínseca : se deja que el propio ambiente natural resuelva el problema si se determina que en el propio ambiente hay las poblaciones y condiciones optimas( temperatura, pH, nutrientes etc...). Aún así se sigue un control para asegurarse que no se producen compuestos tóxicos secundarios.
  • 58.
  • 59. Bioestimulación Consiste en la estimulación de las poblaciones microbianas indígenas existentes en el suelo mediante la adición de nutrientes, regulación de condiciones redox, cambio de pH, u otras condiciones diversas sobre las que se puede influir . En este sistema, el agua subterránea es conducida a la superficie por medio de un sistema de pozos de extracción, se acondiciona en un reactor para volverla a inyectar y estimular la degradación bacteriana de los contaminantes del subsuelo y del acuífero. En el reactor en superficie se agregan al agua: nutrientes, oxígeno, microorganismos previamente seleccionados y adaptados, y el efluente se retorna al subsuelo por medio de pozos de inyección, aspersores superficiales o galerías de infiltración distribuidas a lo largo y ancho del sitio que se requiere remediar. Algunas veces esta técnica utiliza biosurfactantes para ayudar al lavado de contaminantes del suelo (Zitrides, 1990); (Cole, 1994).
  • 60. Las características determinantes en la selección, el éxito o el fracaso de esta técnica de remediación son:  Tipo de suelo . Los suelos deben ser lo más homogéneos posible, con un valor de porosidad y permeabilidad al aire adecuado (> 10-10 cm2).  Deben existir unas condiciones óptimas de pH (6 y 8), de humedad (12-30% en peso), temperatura entre 0 y 40 ºC y los nutrientes del suelo en relación N:P de 10:1. Ventajas.  Esta técnica es muy útil en el tratamiento de extensas zonas contaminadas de centros industriales donde no es posible o conveniente parar el proceso operativo para realizar el tratamiento requerido.
  • 61. Bioaumentación Otras líneas de investigación han llevado a la introducción de microorganismos aclimatados o incluso modificados genéticamente en el medio, con el fin de mejorar la biodegradación (Walter, 1997; Atlas y Unterman, 1999). Esta técnica funciona en condiciones de laboratorio o bioreactor, pero en ambientes externos (suelo o agua) su implantación depende de una serie de factores (Alexander, 1999).  Presencia de toxinas, nutrientes y condiciones ambientales, movilidad y/o distribución de los microorganismos y la presencia de abundante materia orgánica.  Los microorganismos añadidos deben sobrevivir a los depredadores y competir con éxito con la población autóctona antes de ocupar los nichos potenciales.  En general, los ambientes más selectivos y la utilización de consorcios microbianos favorecen la bioaumentación.
  • 62. Ventajas.  No requiere área adicional para llevar a cabo el tratamiento, ni el uso de maquinaria pesada. Desventajas.  El tamaño de la población de microorganismos degradadores crece rápidamente como respuesta a la contaminación del medio y es muy difícil, si no imposible.
  • 64. BIORREMEDIACIÓN “EX SITU” Dos son los tratamientos que se distinguen cuando el procedimiento se realiza fuera del lugar donde está la contaminación: tratamiento por vía sólida y tratamiento por vía suspensión. La biorrecuperación vía sólida se puede realizar por dos métodos: tratamiento en lechos y tratamiento por compostaje. La diferencia fundamental entre ambos es el sistema de aireación, mientras que en el primero sólo se pueden tratar las capas de suelo menos profundas, en el compostaje se requiere la formación de grandes apilamientos de material degradable. En el tratamiento vía suspensión se excava el material contaminado y se traslada a un reactor. La característica de este método es la suspensión en un medio acuoso del suelo contaminado, es decir, el tratamiento se lleva a cabo bajo condiciones de saturación de agua. La ventaja de estos procedimientos frente a los primeros radica en la posibilidad de optimizar mejor los parámetros microbiológicos, así como el control del proceso; a cambio, lógicamente, de un mayor costo.
  • 65. Bioceldas o biopilas Es un tratamiento de biorremediación en condiciones no saturadas, que consiste en la reducción de la concentración de contaminantes derivados del petróleo en suelos excavados mediante el uso de la biodegradación a partir de la construcción de un sistema cerrado que permita controlar lixiviados, hidrocarburos volátiles y algunas variables de diseño mediante el suministro de nutrientes y oxígeno a través de la pila del suelo. La técnica consiste en la formación de pilas de material biodegradable de dimensiones variables, formadas por suelo contaminado y materia orgánica (compost) en condiciones favorables para el desarrollo de los procesos de biodegradación de los contaminantes. En el fondo de la pila el sistema cuenta con un aislante que generalmente son geomembranas o canales plásticos para el control de lixiviados. Estas pilas de compost pueden ser aireadas de forma activa, volteando la pila, o bien de forma pasiva, mediante tubos perforados de aireación, con distribución permanente de nutrientes, microorganismos y aire. En principio, las biopilas se pueden aplicar a la mayoría de los compuestos orgánicos, siendo más eficaz en los compuestos de carácter más ligero.
  • 66.
  • 67. Esquema de la biopila
  • 68.  
  • 69. Sistema de Biopilas alargadas
  • 70. Sistema de biopilas estáticas
  • 71.
  • 72.
  • 73. Principales microorganismos degradadores de petróleo Bacterias Achrornobacter Acinetobacter Actinomyces Aeromonas Alcaligenes Arthrobacter Bacillus Beneckea Brevebacterium Coryneforms Erwinia Flavobacterium Klebsiella Lactobacillus Leumthrix Moraxella Nocardia Peptococcus Pseudomonas Sarcina Spherotilus Spirillum Streptomyces Vibrio Xanthomyces Hongos Allescheria Aspergillus Aureobasidium Botrytis Candida Cephalosporium Cladosporium Cunninghamella Debaromyces Fusarium Gonytrichum Hansenula Helminthosporium Mucor Oidiodendrum Paecylomyses Phialophora Penicillium Rhodosporidium Rhodotorula Saccharomyces Saccharomycopisis Scopulariopsis Sporobolomyces Torulopsis Trichoderma Trichosporon Todos los ecosistemas acuáticos y marinos contienen algún tipo de microorganismos degradadores de petróleo
  • 74. Degradación de Hidrocarburos por diversos Tipos de Bacteria
  • 76. FITOREMEDIACION Uso de la capacidad de algunas plantas para acumular los tóxicos que contaminan el suelo y las aguas El término fitorremediación es asociado con el uso potencial de especies hiperacumuladoras
  • 77. Arabidopsis thaliana , una pequeña hierba que es capaz de hiperacumular cobre y zinc. El girasol (Heliantus anuus) es capaz de absorber en grandes cantidades el uranio depositado en el suelo Amaranthus retroflexus ha mostrado ser 40 veces más efectiva que sus competidoras en absorber el amenazador cesio-137 radiactivo Pteris vittata , un helecho que ha demostrado recientemente ser capaz de absorber el peligroso arsénico, siendo capaz de concentrarlo hasta 200 veces respecto al suelo de donde lo toma
  • 78. MECANISMOS DE FITORREMEDIACION Modelo conceptual de las interacciones de suelo, planta (mecanismos) y microorganismos para la biodegradación de las moléculas orgánicas xenobióticas,(modificado de Crowley et al. 1997)
  • 79. Microorganismos degradadores de toxinas Toxina Tipos de fitorremediación , en donde se indica la zona de la planta en donde ocurre el proceso.
  • 81. Rizosfera La rizosfera es una región de aproximadamente 3mm, muy activa química y biológicamente donde interactúan las raíces y los microorganismos. Aca se producen exudados radiculares que atraen a los microorganismos
  • 82.
  • 83.
  • 84. Productos que pueden ser tratados con fitoremediación Productos inorganicos Metales tóxicos radionucleidos Productos orgánicos Solventes clorados Explosivos Hidrocarburos de petróleo pesticidas
  • 86. Tecnologías para la eliminación de gases contaminantes Tecnologías fisicoquímicas ADSORCIÓN ABSORCIÓN CONDENSACION OXIDACION TOTAL (INCINERACIÒN) Tecnologías biológicas BIOFILTRACION
  • 87. BIOFILTRACION El proceso de biofiltración se basa en la acción beneficiosa de los microorganismos, los cuales metabolizan contaminantes volátiles orgánicos e inorgánicos , esto se lleva a cabo pasando por un medio orgánico conocido como empaque o medio de empaque, el cual se encuentra dentro de la estructura del biofiltro . Con un monitoreo y control de las propiedades del flujo de entrada, el flujo de gas de salida, así como el crecimiento microbiano , muchos compuestos pueden realizar su biodegradación de una forma completa, efectiva y a bajo costo.
  • 88. Este grupo de tratamientos biológicos emplea microorganismos que llevan a cabo la degradación de las sustancias contaminantes de las fuentes emisoras, normalmente mediante procesos oxidativos. Prácticamente todas las sustancias son biodegradables, pero a la hora de elegir un tratamiento biológico, lo importante es estudiar si la velocidad de degradación de las sustancias contaminantes emitidas es lo suficientemente elevada como para que el proceso resulte verdaderamente eficientes.
  • 89. ELIMINACION DE CONTAMINANTES AEREOS MEDIANTE FILTROS BIOLOGICOS SUSTANCIA PORCENTAJE ELIMINADO Sulfuro de hidrógeno > 99 Sulfuro de dimetilo > 91 Terpeno > 98 Gases organosulfurados > 95 Etilbenceno > 92 Tetracloroetileno > 86 Clorobenceno > 69 Nitrobenceno > 95 BTX (benceno, tolueno, xileno) > 95 Metanol > 98 Estireno > 90 Formaldehido > 95
  • 90. Evaluación de Especies de la Flora como Agentes de Descontaminación de Aire de Interiores De varias plantas estudiadas contra benceno usado como referente por 24 horas, las más efectivas fueron Pelargonium domesticum (elimina 95% de benceno), Kalanchoe blossfeldiana (elimina 85%), Saxifraga stolonifera (elimina 41%) y Magnesia (elimina 25%). Eliminación de benceno y tricloroetileno (TCE) en presencia de planta, se estableció que para un período de 8 horas de exposición hay apreciable efectividad para Gomero (60.8% benceno; 30.4% TCE), Kalanchoe (76.8% benceno; 21.1% TCE), y Mala Madre (29.4% benceno; 47.6% TCE El gomero o Ficus robusta Saxifraga stolonifera
  • 91.
  • 92.
  • 93.  
  • 94.  
  • 95. En general, la contaminación de suelos, agua y aire por productos, compuestos o desechos orgánicos de la industria petrolera pueden ser tratados y recuperados ecológicamente con la biorremediación, basada en la estimulación de los organismos apropiados.
  • 96.
  • 97.
  • 99.
  • 100. 3. estructura de los plásmidos