Biorremediación y Biotecnología

1. Biorremediaci´on y Biotecnolog´ıa
Aguilera Perdomo Beatriz Montserrat
Camacho Mandujano Jos´e Guadalupe
Gonz´alez Villag´omez Guillermo Arturo
Montes Sanchez Carlos
Resendiz Prieto Pedro Mart´ın
Universidad de Celaya
April 1, 2014
Aguilera Perdomo Beatriz Montserrat Camacho Mandujano Jos´e Guadalupe Gonz´alez Villag´omez Guillermo Arturo Montes Sanchez CarBiorremediaci´on y Biotecnolog´ıa April 1, 2014 1 / 31

2. ´Indice I
1 Introducci´on
Tipos de Contaminaci´on
2 Biotecnolog´ıa
Definici´on
Biotecnolog´ıa ambiental
Aplicaci´on de la Biotecnolog´ıa en Aspectos Mediambientales
3 Biorremediaci´on
Definici´on
Historia
Historia
Biorremediaci´on IN SITU
T´ecnicas
T´ecnicas
T´ecnicas
T´ecnicas
T´ecnicas
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3. ´Indice II
T´ecnicas
Biorremediaci´on EX-SITU
T´ecnicas
Fitorremediaci´on
Biofiltraci´on
Proceso de la Biorremediaci´on
Microorganismos Utilizados
Principales Factores
Ventajas
Desventajas
Limitaciones de la biorremediaci´on
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4. Introducci´on
Introducci´on
En las ´ultimas d´ecadas, la liberaci´on de contaminantes al ambiente,
producida principalmente como consecuencia del desarrollo industrial, ha
superado con creces los mecanismos naturales de reciclaje y
autodepuraci´on de los ecosistemas receptores. Este hecho ha conducido a
una evidente acumulaci´on de contaminantes en los distintos ecosistemas
hasta niveles preocupantes. Por tal motivo y con el fin de reducir en todo
lo posible la liberaci´on de contaminantes, hoy en d´ıa existe la necesidad de
indagar en la b´usqueda de procesos que aceleren la degradaci´on de los
contaminantes presentes en el ambiente. As´ı, se reducir´an de forma
progresiva los efectos perniciosos que producen sobre los ecosistemas y la
salud humana.
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5. Introducci´on Tipos de Contaminaci´on
Tipos de Contaminaci´on
Contaminaci´on del agua marina
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6. Introducci´on Tipos de Contaminaci´on
Tipos de Contaminaci´on
Contaminaci´on de suelos y la capa fretica.
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7. Introducci´on Tipos de Contaminaci´on
Tipos de Contaminaci´on
Contaminaci´on de aguas por mercurio.
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8. Biotecnolog´ıa Definici´on
Definici´on
Es la integraci´on de ciencias naturales e ingenier´ıa para llevar a cabo
la aplicaci´on de organismos, c´elulas, partes de las mismas y an´alogos
moleculares en productos y servicios.
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9. Biotecnolog´ıa Biotecnolog´ıa ambiental
Biotecnolog´ıa ambiental
Aplicaci´on espec´ıfica de la Biotecnolog´ıa al tratamiento de problemas
medioambientales, incluyendo el tratamiento de aguas, el control de
la contaminaci´on y su integraci´on con tecnolog´ıas no biol´ogicas.
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10. Biotecnolog´ıa Aplicaci´on de la Biotecnolog´ıa en Aspectos Mediambientales
Aplicaci´on de la Biotecnolog´ıa en Aspectos
Mediambientales
1 Seguimiento de la contaminaci´on (biosensores,
biomarcadores)
2 Tratamiento de los residuos (origen dom´estico,
agr´ıcola, industrial)
3 Prevenci´on de la contaminaci´on(uso de
microorganismos o enzimas, plantas,
biocombustible, pl´asticos biodegradables.
4 Tratamiento de lugares y vias fluviales ya
contaminados (Biorremediaci´on)
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11. Biorremediaci´on Definici´on
Definici´on
1 Cualquier proceso que utilice microorganismos, hongos, plantas o
enzimas derivadas de ellos, con el fin de retornar el medio ambiente
alterado por contaminantes a su condici´on natural. Es decir, es el uso
de seres vivos para restaurar ambientes contaminados. Bio - vida;
Vida remediar = Resolver un problema; Usar organismos biol´ogicos
para resolver un problema.
2 La Agencia de Protecci´on Ambiental de los EU (EPA) define
biorremediaci´on como el proceso en el que microbios, t´ıpicamente
bacteria o hongos, degradan qu´ımicos peligrosos a compuestos menos
t´oxicos o no t´oxicos.
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12. Biorremediaci´on Historia
Historia
El aumento de la poblaci´on y el desarrollo industrial alcanzados han
elevado la presencia de contaminantes s´olidos, l´ıquidos y gaseosos a niveles
cr´ıticos.
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13. Biorremediaci´on Historia
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). Las primeras
patentes, fundamentalmente para remediaci´on de vertidos de gasolina,
aparecen en los a˜nos 70.
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14. Biorremediaci´on Biorremediaci´on IN SITU
Biorremediaci´on IN SITU
Es adecuada para la recuperaci´on de suelos. Se acelera el proceso en el
mismo medio, modificando las condiciones ambientales(pH, nutrientes,
humedad, temperatura, ox´ıgeno, etc.), a˜nadiendo nutrientes para
multiplicar los organismos del lugar o inoculando organismos m´as eficaces
para el vertido concreto. La adici´on de nutrientes es la opci´on m´as
econ´omica y la que ofrece m´as posibilidades de ´exito hoy en d´ıa.
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15. Biorremediaci´on Biorremediaci´on IN SITU
Bioventeo o Bioaireaci´on o Bioeventing
Consiste en la ventilaci´on forzada del sule meidante la inyecci´on a presi´on
de ox´ıgeno en la zona no saturada del suelo a trav´es de pozos de
inyecci´on. Debido a la aireaci´on del suelo se va a favorecer la degradaci´on
de los hidrocarburos por dos motivos: por volatilizaci´on, facilitando la
migraci´on de la fase vol´atil de los contaminantes, y por biodegradaci´on, ya
que al incrementar la oxigenaci´on del suelo se van a estimular la actividad
bacteriana.
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16. Biorremediaci´on Biorremediaci´on IN SITU
Inyecci´on de aire a presi´on o Biosparging
Consiste en Inyectar aire a presi´on en la parte inferior para deslazar el agua
de los espacios intersticiales de la matriz del suelo. Esta inyecci´on genera
principalmente dos efectos:
1 El aire inyectado absorbe gran cantidad de los hidrocarburos vol´atiles
presentes en el agua y el suelo.
2 El aire eleva los niveles de ox´ıgeno del agua mejorando la
biodegradaci´on de los contaminantes (Matthews, 1993).
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17. Biorremediaci´on Biorremediaci´on IN SITU
Con la inyecci´on de aire a presi´on se llevan a cabo dos mecanismos de
remonici´on del contaminante, la volatilizaci´on de compuestos de la zona
insaturada y la fase acuosa y la degradaci´on. El mecanismo gobernante
depende de las caracter´ısticas de los contaminantes.
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18. Biorremediaci´on Biorremediaci´on IN SITU
Atenuaci´on natural
Es de bajo costo consiste en un proceso f´ısico qu´ımicos de interacci´on
contaminante del suelo y procesos de biodegradaci´on de forma natural en
el medio. Es para contaminaci´on de tipo hidrocarburos de tipo
Halogenado o no Halogenado.
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19. Biorremediaci´on Biorremediaci´on IN SITU
Bioestimulaci´on
Consiste en la estimulaci´on de las poblaciones microbianas existentes en el
suelo mediante la adici´on de nutrientes, regulaci´on de condiciones redox,
cambio de pH, u otras condiciones diversas sobre las que se puede influir.
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20. Biorremediaci´on Biorremediaci´on IN SITU
Bioaumentaci´on
Microorganismos aclimatados o incluso modificados gen´eticamente en el
medio para mejorar la biodegradaci´on ( Walter, 1997; Atlas y Unterman,
1999)
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21. Biorremediaci´on Biorremediaci´on EX-SITU
Biorremediaci´on EX-SITU
Tratamientos donde el procedimiento se realiza fuera del lugar donde est´a
la contaminaci´on
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22. Biorremediaci´on Biorremediaci´on EX-SITU
Biopilas
Consiste en la reducci´on de la concentraci´on de contaminantes derivados
del petr´oleo en suelos excavados mediante el uso de la biodegradaci´on a
partir de la construcci´on de un sistema cerrado que permita controlar
lixiviados, hidrocarburos vol´atiles y algunas variables de dise˜no mediante el
suministro de nutrientes y ox´ıgeno a trav´es de la pila del suelo. La t´ecnica
consiste en la formaci´on de pilas de material biodegradable de dimensiones
variables formadas por suelo contaminado y materia org´anica (composta).
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23. Biorremediaci´on Fitorremediaci´on
Fitorremediaci´on
El uso de la capacidad de algunas plantas para acumular los t´oxicos que
contaminan el suelo y las aguas.
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24. Biorremediaci´on Biofiltraci´on
Biofiltraci´on
Microorganismos los cuales metabolizan contaminantes vol´atiles org´anicos
e inorg´anicos, esto se lleva a cabo pasando por un medio org´anico
conocido como empaque o medio de empaque el cual se encuentra dentro
de la estructura del biofiltro.
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25. Biorremediaci´on Proceso de la Biorremediaci´on
Proceso de la Biorremediaci´on
1 Los microbios producen enzimas que rompen la mol´ecula
contaminante en partes digeribles.
2 El contaminante es ingerido y digerido por la c´elula como nutriente
junto con otras fuentes de energ´ıa.
Objetivo: Convertir sustancias que son peligrosas para los organismos
vivos a productos inertes, de manera que solo queden desechos inofensivos
de dichas sustancias.
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26. Biorremediaci´on Microorganismos Utilizados
Microorganismos Utilizados
1 Microorganismos con organizaci´on celular.- Poseen membrana celular,
Tienen como ´acidos nucleicos tanto ADN como ARN
1 Procariotas
1 Arqueobacterias
2 Eubacterias
2 Eucariotass
1 Protozoos
2 Algas microsc´opicas
3 Hongos microsc´opicos
2 Microorganismos sin organizaci´on celular.- No poseen membranas,
nunca estan presentes los dos acidos nucleicos juntos (ADN o ARN),
son par´asitos de los que tienen organizaci´on celular, pues carecen de
metabolismo.
1 Virus
2 Viroides
3 Priones
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27. Biorremediaci´on Principales Factores
Principales Factores
1 Temperatura
2 Disponibilidad de nutrientes inorg´anicos (fuentes de f´osforo y
nitr´ogeno).
3 pH.
4 Concentraci´on de metales pesados.
5 Concentraci´on de bacterias.
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28. Biorremediaci´on Ventajas
Ventajas
1 Si se utiliza correctamente, no produce efectos adversos, apenas
genera cambios f´ısicos en el medio.
2 Tecnolog´ıa poco invasiva y generalmente no requiere componentes
estructurales o mec´anicos que signifiquen una amenaza para el medio.
3 M´as barato que otras t´ecnicas anticontaminaci´on.
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29. Biorremediaci´on Desventajas
Desventajas
1 Para muchos tipos de vertidos su efectividad no ha sido determinada.
2 Su aplicaci´on en el mar es muy dif´ıcil.
3 El tiempo necesario para la actuaci´on es largo.
4 Su implementaci´on es espec´ıfica para cada lugar contaminado.
5 Su optimizaci´on requiere informaci´on sustancial acerca del lugar
contaminado y las caracter´ısticas del vertido.
Aguilera Perdomo Beatriz Montserrat Camacho Mandujano Jos´e Guadalupe Gonz´alez Villag´omez Guillermo Arturo Montes Sanchez CarBiorremediaci´on y Biotecnolog´ıa April 1, 2014 29 / 31

30. Biorremediaci´on Limitaciones de la biorremediaci´on
Limitaciones de la biorremediaci´on
1 Tipo de contaminante y su concentraci´on.
2 Medio ambiente circundante a la contaminaci´on.
3 Tipo de suelo.
4 Proximidad y condici´on de cepas.
5 Naturaleza del microorganismo.
6 Relaci´on costo/beneficio: costo vs impacto ambiental general
7 Duraci´on del proceso biorremediador.
8 Capacidad limitada de biorremediaci´on.
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31. Biorremediaci´on Limitaciones de la biorremediaci´on
Biorremediaci´on y Biotecnolog´ıa
Aguilera Perdomo Beatriz Montserrat
Camacho Mandujano Jos´e Guadalupe
Gonz´alez Villag´omez Guillermo Arturo
Montes Sanchez Carlos
Resendiz Prieto Pedro Mart´ın
Universidad de Celaya
April 1, 2014
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