La biorremediación

La contaminación antropogénica es el tipo de contaminación generadapor la industria minera y por la industria urbana. Hay contaminantes primario, esto es, aquellos que se producen directamente de la fuente de emisión. Los contaminantes xenobióticos son contaminantes de origen sintético. La biorremediación consiste de sistemas que utilizan organismos vivos (bacterias, hongos, plantas, etc.) del medio para devolver un ambiente contaminado a su equilibrio, transformando sustancias tóxicas en inocuas, tanto para el ambiente como para la salud humana. Las ventajas de la aplicación de la biorremediación en un lugar contaminado son sus bajos costos, la variedad de microorganismos disponibles y la tecnología limpia que utiliza.

La temperatura, pH y presión son parámetros abióticos importantes para llevar a cabo la biorremediación. Por ejemplo, la biorremediación in situ se realiza en condiciones mesófilas, es decir en un intervalo de temperatura que va desde 20 a 40°C. Otras situaciones que hay que considerar son, por ejemplo, que los cultivos mixtos de microrganismos pueden tener capacidades degenerativas conocidas y complementarias entre sí, o que el bario, zinc y cobre son considerados como metales benignos para microrganismos, plantas y animales.

En la biorremediación hay varios métodos que se pueden utilizar:

1. En la microrremediación se utilizan micelios para devolver un ambiente contaminado a su equilibrio.
2. La biodegradación es la transformación catalizada biológicamente de un compuesto a formas más simples.
3. La biotransformación son reacciones bioquímicas que se generan sobre un contaminante a cargo de los sistemas enzimáticos de un organismo.
4. La biomineralización es la conversión completa del carbono orgánico a carbono inorgánico, agua y residuos inorgánicos.

Tipos de bacterias biorremediadoras

Géneros de bacterias biorremediadoras de hidrocarburos y sus características

• Bacillus
• Acinetobacter
• Pseudomonas>
• Rhodococcus
• Gordona
• Nocardia

Pseudomonas

Se utilizan en la remoción de aceites y productos relacionados puesto que contienen enzimas degradadoras de hidrocarburos en la membrana citoplasmática.

Características generales: gram negativas, obícuas, Gamma-proteobacterias. Son productoras de biosulfactantes (ramnolípidos) los cuales solubilizan y facilitan la penetración de los hidrocarburos a través de la pared celular hidrofílica.

P. aeruginosa

Es el más utilizado, pero es un patógeno oportunista.

• Degrada gran cantidad de sustratos como nhexadecano
• Mineraliza compuestos alifáticos en condiciones anaerobias.
• Degrada hidrocarburos aromáticos y poliaromáticos.
• Sintetiza ramnolípidos en fase estacionaria (1ª fase del proceso de biorremediación).
• Moviliza y solubiliza contaminantes en fase de mineralización.
• Crece con contaminante de 30 a 35 °C (30°C por 24h a 200rpm=105 células/mL).

P. putida

No presenta la dioxigenasa específica para los PAHs por lo cual es buena candidata para las aplicaciones biotecnológicas. Es un saprófito del suelo, oportunista, cosmopolita, metabólicamente versátil, ya que posee una dihidrogenasa inicial y un tolueno dioxigenasa.

Rhodococcus*

Su persistencia ambiental las hacen excelentes candidatas para los tratamientos de biorremediación:

• Utilizan debenzotiofeno (DBT) como única fuente de azufre (DBT son los organoazufrados más abundantes en el diesel primario).
• Degradan hidocarburos clorados y fenoles, hidrocarburos alifáticos halogenados, hidrocarburos policíclicos aromáticos.
• Producen biosulfactantes emulsificantes de hidrocarburos

Características generales: Aerobios, gram positivos, inmóviles, presentan pequeñas proyecciones filamentosas.

• Producen poli-3-hidroxialcanatos
• Acumulan metales pesados
• Producen fenilalanina, deshidrogenasa y endoglucosidasas>
• Rutas metabólicas: Di-oxigenasa y mono-oxigenasa (ambas sobre anillos), ruptura de catecol y vía 3-osoadipato
• Crecen en medios con escasos nutrientes
• Carecen de un sistema de represión catabólica

*Algunas especies como R. rhodochorus y R. erythropolis no son adecuados para la biorremediación ya que dependen de proteobacterias que regulan su actividad.