Encontrar medios prácticos para revertir los problemas con metodos de remediacion

1. Fitorremediación y
biorremediación
de un sitio contaminado

2. INTRODUCCIÓN
• Sabemos que en la actualidad hay mucha contaminación en el aire, en
los ríos y lagunas, y hasta el agua de lluvia se contamina antes de llegar
al suelo. También el suelo y el subsuelo se contaminan.
• Hay muchas formas de contaminar los suelos y los acuíferos. Los
plaguicidas que se usan en el campo para eliminar la fauna nociva de los
cultivos están hechos con compuestos químicos que en su mayoría son
tóxicos y se deben usar sólo en las dosis requeridas.
• La magnitud de la contaminación depende de los compuestos que se
derramen, pero también de la cantidad derramada y del tipo de suelo
que se contamine.

3. El término biorremediación fue acuñado a principios
de la década de los '80. Los científicos observaron que
era posible aplicar estrategias de remediación que
fuesen biológicas, basadas en la capacidad de los
microorganismos de realizar procesos degradativos .

4. Biorremediación
• Se define como biorremediación a cualquier proceso que utilice
microorganismos, hongos, plantas o las enzimas derivadas de ellos para retornar a un medio
ambiente alterado por contaminantes a su condición natural.
• La biorremediación puede ser empleada para atacar contaminantes específicos del suelo, por
ejemplo en la degradación bacteriana de compuestos organoclorados o de hidrocarburos.
• Un ejemplo de un tratamiento más generalizado es el de la limpieza de derrames de petróleo
por medio de la adición de fertilizantes con nitratos o sulfatos para estimular la reproducción
de bacterias nativas o exógenas (introducidas) y de esta forma facilitar la descomposición del
petróleo crudo.

5. Tipos de biorremediación
• En los procesos de biorremediación generalmente se emplean
mezclas de ciertos microorganismos o plantas capaces de degradar
o acumular sustancias contaminantes tales como metales pesados y
compuestos orgánicos derivados de petróleo o sintéticos.
Básicamente, los procesos de biorremediación pueden ser de tres
tipos:

6. 1. . Degradación enzimática
• Este tipo de degradación consiste en el empleo de enzimas en
el sitio contaminado con el fin de degradar las sustancias
nocivas. Estas enzimas se obtienen en cantidades industriales
por bacterias que las producen naturalmente, o por bacterias
modificadas genéticamente que son comercializadas por las
empresas biotecnológicas.

7. Degradación enzimática
• Por ejemplo, existe un amplio número de industrias de procesamiento
de alimentos que producen residuos que necesariamente deben ser
posteriormente tratados.
En estos casos, se aplican grupos de enzimas que hidrolizar (rompen)
polímeros complejos para luego terminar de degradarlos con el uso de
microorganismos.

8. 2. Remediación microbiana
• En este tipo de remediación se usan microorganismos directamente
en el foco de la contaminación. Los microorganismos utilizados en
biorremediación pueden ser los ya existentes (autóctonos) en el
sitio contaminado o pueden provenir de otros ecosistemas, en cuyo
caso deben ser agregados o inoculados.
• La descontaminación se produce debido a la capacidad natural que
tienen ciertos organismos de transformar moléculas orgánicas en
sustancias más pequeñas, que resultan menos tóxicas. se
aprovechan en el proceso de biorremediación. De esta forma,
reducen la polución de los sistemas acuáticos y terrestres.
Pseudomonas

9. Fuente: foro internacional supervisión y fiscalización ambiental en el sector hidrocarburos - Osinergmin

10. tipos
Pseudomonas
achromobacter sp
bacillus
penicilium
candida
trichoderma

11. FIG 2: “METABOLISMO MICROBIANO”. Los microorganismos ingieren
contaminantes como fuente de carbono y algunos nutrientes como
fósforo y nitrógeno. La digestión de estos compuesto en sustancias más
simples como parte del metabolismo del microorganismo, puede resultar
en la degradación del compuesto en forma parcial (transformación) o
total a dióxido de carbono (CO2) y agua (H2O).

12. VENTAJAS
Son tecnologías más benéficas
para el ambiente
Disminuye la cantidad
contaminada
Los contaminantes son usualmente
convertidos a productos inocuos
Se requiere un mínimo o ningún
tratamiento posterior
Requieren mayores
tiempos de tratamiento
No pueden emplearse si
el tipo de suelo no
favorece el crecimiento
microbiano
Puede no reducir la
concentración de
contaminantes al nivel
deseado
Puede ser difícil su
control
DESVENTAJAS

13. Biorremediación de suelos
contaminados con pesticidas: caso DDT
El uso de estos insecticidas organoclorados se ha
prohibido en la mayoría de los países, debido a su
persistencia en el ambiente, susceptibilidad de
biomagnificación y potencial toxicidad a animales
superiores. La biorremediación involucra el uso de
microorganismos para degradar contaminantes
orgánicos presentes en el ambiente,
transformándolos en compuestos más simples y de
menor peligrosidad, inclusive inocuos.

14. • En suelo los compuestos bifenilos clorados
como el DDT, pueden ser parcialmente
biodegradados por un grupo de bacterias
aerobias que cometabolizan el contaminante.
• Las bacterias Gram-negativas y Gram-positivas
tienen la habilidad de metabolizar el DDT,
entre ellas Alcaligenes eutrophus,
Hydrogenomonas sp., Pseudomonas putida

15. • Uno de los mecanismos por los cuales los
microorganismos degradan DDT es
enzimático, en estos procesos se generan
radicales hidroxilo, llevando a cabo reacciones
Fenton extracelularmente, cuyo tipo de
reacción depende de la concentración de
hierro en el medio.

16. Se ha demostrado que la adición de nitrógeno y
fósforo al suelo contaminado con compuestos
orgánicos, estimula la biodegradación de estos
compuestos e incrementa la abundancia de
especies microbianas. La cantidad de nitrógeno
y fósforo requerido para la biodegradación,
debe reflejar la cantidad que debe ser
incorporada en la biomasa que es formada a
medida que los microorganismos utilizan la
fuente de carbono contaminante para
crecimiento.

18. FITORREMEDIACIÓN
La fitorremediación (phyto = planta y
remediación = mal por corregir), es un proceso
que utiliza plantas para remover, transferir,
estabilizar, concentrar y/o destruir
contaminantes (orgánicos e inorgánicos) en
suelos, lodos y sedimentos y aguas
contaminadas.

19. CRITERIOS DE SELECCIÓN DE PLANTAS
Las plantas a utilizar deben tener las siguientes
características:
Ser tolerantes a altas concentraciones de
metales.
Ser acumuladoras de metales.
Tener una rápida tasa de crecimiento y alta
productividad.
Ser especies locales, representativas de la
comunidad natural.
Ser fácilmente cosechables
NÚÑEZ LÓPEZ, Roberto Aurelio y otros. 2004.
Fitorremediación: fundamentos y aplicaciones.

20. COMPETITIVIDAD ECONÓMICA
La fitorremediación es económicamente competitiva respecto de otras
alternativas de remediación.
MENTABERRY, Alejandro. FITORREMEDIACIÓN

21. TÉCNICAS DE FITORREMEDIACIÓN
• Fitoextracción
• Fitoestabilización o
fitomovilización
• Fitodegradación
• Rizodegradación
• Rizofiltración
• Fitovolatilización
• Fitosalinización
Representación
esquemática de
los distintos
mecanismos de
fitocorrección
(Díez, 2008).

22. Fitoextracción
Proceso implicado
en la fitoextracción
de contaminantes
del suelo
(Cunningham,
1995).
BAYÓN SANZ, Sara. Aplicación de la fitorremediación
a suelos contaminados por metales pesados.

23. Fitoestabilización o fitomovilización
Procesos implicados en la fitoestabilización de los suelos contaminados.
BAYÓN SANZ, Sara. Aplicación de la fitorremediación
a suelos contaminados por metales pesados.

24. Fitodegradación
Procesos de fitodegradación de contaminantes orgánicos en el suelo
(Cunningham, 1995).

25. Rizodegradación
Se refiere a la descomposición de contaminantes
orgánicos en el suelo por microorganismos
presentes en la rizosfera (Mukhopadhyay and
Maiti, 2010). En esta zona del suelo las plantas
secretan exudados ricos en carbohidratos,
aminoácidos y flavonoides; creando así un
entorno rico en nutrientes que estimula la
actividad metabólica microbiológica hasta cien
veces mayor de lo normal.
BAYÓN SANZ, Sara. Aplicación de la fitorremediación
a suelos contaminados por metales pesados.

26. Rizofiltración
Se basa en que algunas plantas acuáticas, de
humedales, algas, bacterias y hongos, resultan
ser buenos biosorbentes de metales presentes
en las aguas contaminadas a través de las raíces.
Aunque los estudios en este sentido son
prometedores, la limpieza a gran escala
utilizando esta técnica no está demostrada
excepto para algunas aplicaciones limitadas
(Díez, 2008).
BAYÓN SANZ, Sara. Aplicación de la fitorremediación
a suelos contaminados por metales pesados.

27. Fitovolatilización
Es la absorción de contaminantes del suelo por
plantas, su conversión a formas volátiles y su
posterior liberación a la atmósfera. Es una
estrategia utilizada con contaminantes orgánicos
y algunos metales pesados como Hg y Se; pero
en esta técnica existe una controversia, ya que
no se excluye completamente el contaminante,
sino que se transfiere del suelo a la atmósfera,
donde puede volver a ser redepositado (Hazrat
et al., 2013).
BAYÓN SANZ, Sara. Aplicación de la fitorremediación
a suelos contaminados por metales pesados.

28. Fitosalinización
Es una técnica reciente emergente. Se refiere al
uso de plantas halófitas para suprimir el cloruro
sódico de suelos salinos que hacen imposible el
crecimiento normal de otras plantas (Hazrat et
al., 2013).
BAYÓN SANZ, Sara. Aplicación de la fitorremediación
a suelos contaminados por metales pesados.

29. CONTAMINANTES ORGÁNICOS
• Son consecuencia de las actividades humanas.
• Dependiendo de sus propiedades, pueden ser:
Degradados en la zona radicular
Incorporados a la planta: degradación,
secuestro o volatilización.
• Ejemplos de descontaminaciones exitosas por
fitorremediación: Solventes orgánicos, herbicidas,
explosivos, hidrocarburos derivados del petróleo,
bifenilos policlorinados (PCBs), tricloroetileno
(TCE), hidrocarburos aromáticos policíclicos
(PAHs).
MENTABERRY, Alejandro. FITORREMEDIACIÓN

30. CONTAMINANTES INORGÁNICOS
• Pueden ser consecuencia de elementos naturales
presentes en la corteza . terrestre y/o en la atmósfera,
o resultado de actividades humanas.
• No pueden ser degradados, pero pueden
fitorremediarse mediante . estabilización o secuestro
en la parte cosechable de la planta.
• Ejemplos de descontaminaciones exitosas por
fitorremediación: Macronutrientes vegetales (nitrato y
fosfato), elementos traza (Cr, Cu, Fe, . Mn, Mo, Zn),
elementos no esenciales (Cd, Co, F, Hg, Se, Pb, V y W),
e . isótopos radioactivos (238U, 137Cs y 90Sr), entre
otros.
MENTABERRY, Alejandro. FITORREMEDIACIÓN

31. Tipos de plantas más utilizadas
• Freatófitas: plantas de raíces
profundas (álamo, sauce,
algodonero).
• Pasturas: por su tipo de raíz
retienen el suelo.
• Legumimosas: permiten
enriquecer el suelo en N2.
• Acuáticas: permiten la
degradación de contaminantes
en humedales artificiales.
MENTABERRY, Alejandro. FITORREMEDIACIÓN

32. Caso
• «Como respuesta a la creciente contaminación tanto de suelo y
agua, generada por derrames accidentales de hidrocarburos del
petróleo, de han implementado diversos sistemas biológicos
encaminado a la limpieza y recuperación de las áreas impactadas, …
para esto se hará uso de plantas y la actividad de microbiana de la
rizósfera como pieza clave en los procesos de Fitorremediación».
• La contaminación del suelo por hidrocarburos del petróleo en el
estado de Tabasco (México) ha llegado a abarcar 0.07% de área
total del estado. Para esto los métodos de Biorremediación son los
que tomaron mayor interés debido al ser de bajo costo y
ambientalmente amigable, sin embargo este proceso puede tomar
varios años, de tal forma que se han buscado mas alternativas.
FERRERA CERRATO, Ronald - et al. (2006) en «PROCESOS DE BIORREMEDIACIÓN DE
SUELO Y AGUA CONTAMINADOS POR HIDROCARBUROS DEL PETRÓLEO Y OTROS
COMPUESTOS ORGÁNICOS»
http://www.medigraphic.com/pdfs/lamicro/mi-2006/mi062s.pdf

33.  Fitorremediación
• Otra alternativa de limpieza de suelos contaminados con
hidrocarburos del petróleo se fundamenta en la utilización de
plantas, lo que se conoce como Fitorremediación. El principio de la
fitorremediación es establecer especies vegetales tolerantes y
estimular la actividad microbiana de la rizósfera, con el fin de
favorecer la oxidación y degradación de los contaminantes
orgánicos en el suelo.
• La fitorremediación tiene diversas clasificaciones con base en la
actividad fisiológica de las plantas al enfrentar los contaminantes.
FERRERA CERRATO, Ronald - et al. (2006) en «PROCESOS DE BIORREMEDIACIÓN DE SUELO Y AGUA
CONTAMINADOS POR HIDROCARBUROS DEL PETRÓLEO Y OTROS COMPUESTOS ORGÁNICOS»
http://www.medigraphic.com/pdfs/lamicro/mi-2006/mi062s.pdf

34.  Clasificación
• Se tienen plantas que con capaces de remover contaminantes
inorgánicos y acumularlos en sus tejidos (fitoextracción/
fitoacumulación/ fitominería).
• Otras especies contribuyen a la disminución de la migración de
contaminantes en aguas subterráneas; así las plantas son utilizadas
como un “sistema de bombeo” de agua contaminada mediante el
proceso de transpiración (fitobombeo).
• Una alternativa para la remediación de suelos contaminados con
metales pesados es el uso de plantas cuyos exudados radicales
contribuyen a la precipitación de los metales y por consiguiente,
reducen su biodisponibilidad quedando estabilizados en la matriz
del suelo (fitoestabilización).
FERRERA CERRATO, Ronald - et al. (2006) en «PROCESOS DE BIORREMEDIACIÓN DE SUELO Y AGUA
CONTAMINADOS POR HIDROCARBUROS DEL PETRÓLEO Y OTROS COMPUESTOS ORGÁNICOS»
http://www.medigraphic.com/pdfs/lamicro/mi-2006/mi062s.pdf

35. • El Área de Microbiología del Colegio de Postgraduados (CP), ha
venido desarrollando una serie de investigaciones desde el punto
de vista básico, encaminadas al entendimiento de la remediación
de hidrocarburos del petróleo a través del establecimiento de
plantas seleccionadas y al estudio de la microbiota asociada a la
rizósfera contaminada.
• Algunas especies de plantas probadas con éxito en la
fitorremediación de suelos contaminados con hidrocarburos del
petróleo son: Zea mays L., Panicum maximun Jacq., Paspalum
virgatum L., Echinochloa polystachya H.B.K., Sorghum vulgare L.,
Phaseolus vulgaris L., Phaseolus coccineus L., Chamaecrista nictitans
(L.) Moench., Brachiaria brizantha (Hochst. ex A. Rich) Stapf.,
Triticum aestivum L., Hordeum vulgare L., entre otras.
FERRERA CERRATO, Ronald - et al. (2006) en «PROCESOS DE BIORREMEDIACIÓN DE SUELO Y AGUA
CONTAMINADOS POR HIDROCARBUROS DEL PETRÓLEO Y OTROS COMPUESTOS ORGÁNICOS»
http://www.medigraphic.com/pdfs/lamicro/mi-2006/mi062s.pdf

36. Resultados
• Durante la Fitorremediación de suelos contaminados con
hidrocarburos del petróleo, los microorganismos asociados a la
rizósfera y aquéllos denominados como simbióticos obligados,
representan una alternativa biológica para incrementar el
potencial de remediación de los compuestos contaminantes. El
aislamiento y selección, y posterior inoculación de los ecotipos
microbianos mejor adaptados (bioaumentación) a contaminantes
orgánicos es una excelente alternativa con bajo costo y nulos
efectos ambientales. El entendimiento de la aplicación de fuentes
inorgánicas u orgánicas de nutrimentos en la fitorremediación
(bioestimulación), requiere de mayor estudio para poder crear
protocolos de manejo que sean compatibles con aquellos
protocolos de inoculación en plantas, con la finalidad de
incrementar la eficiencia de la degradación de hidrocarburos del
petróleo en el suelo.
FERRERA CERRATO, Ronald - et al. (2006) en «PROCESOS DE BIORREMEDIACIÓN DE SUELO Y AGUA
CONTAMINADOS POR HIDROCARBUROS DEL PETRÓLEO Y OTROS COMPUESTOS ORGÁNICOS»
http://www.medigraphic.com/pdfs/lamicro/mi-2006/mi062s.pdf

37. BIBLIOGRAFÍA
• MENTABERRY, Alejandro. FITORREMEDIACIÓN. [Fecha de consulta: 06 de mayo de
2017] Disponible en:
http://depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/IQM_fitorremediacion_argentina_25
620.pdf
• Roberto Aurelio Núñez López, Yunny Meas Vong, Raúl Ortega Borges y Eugenia J.
Olguín. 2004. Fitorremediación: fundamentos y aplicaciones. [Fecha de consulta:
06 de mayo de 2017] Disponible en:
http://www.revistaciencia.amc.edu.mx/images/revista/55_3/Fitorremediacion.pdf
• BAYÓN SANZ, Sara. Aplicación de la fitorremediación a suelos contaminados por
metales pesados. 2015. [Fecha de consulta: 06 de mayo de 2017] Disponible en:
http://147.96.70.122/Web/TFG/TFG/Memoria/BAY%C3%93N%20SANZ,%20SARA.p
df
• http://www.osinerg.gob.pe/newweb/pages/GFH/ForoUMAL/tema5.pdf
• Consejo argentino para la información y el desarrollo de la biotecnología.
Disponible en :
• http://www.argenbio.org/index.php?action=novedades&note=202

38. BIBLIOGRAFÍA
• FERRERA CERRATO, Ronald - et al. (2006) en «PROCESOS DE BIORREMEDIACIÓN DE
SUELO Y AGUA CONTAMINADOS POR HIDROCARBUROS DEL PETRÓLEO Y OTROS
COMPUESTOS ORGÁNICOS»
• http://www.medigraphic.com/pdfs/lamicro/mi-2006/mi062s.pdf