Unidad 1. Introducción a la biorremediación by Jazina Ruiz Hernández

Programa de la asignatura:

Biorremediación

Introducción a la biorremediación

Ciencias de la Salud Biológicas y Ambientales | Ingeniería en Biotecnología

Biorremediación Introducción a la biorremediación

Índice

Presentación de la unidad ......................................................................................................... 2 Propósitos.................................................................................................................................. 2 Competencia específica ............................................................................................................ 3 1.1. Revisión histórica…………………………………………………………………………...........3 1.1.1. Antecedentes Históricos de la biorremediación………………………………………….….4 1.1.2. Definición de biorremediación ................................................................................... …..8 1.1.3. Parámetros a considerar en Biorremediación……………………………………………...10 1.2. Conceptos generales en biorremediación……………..………………………………….….14 1.2.1. Biodegradación ........................................................................... …………………….…14 1.2.2. Biotransformación……………………………………………………………………………..16 1.2.3. Bioaumentación………………………………………………………..……………………...17 1.2.4. Microrremediación……………………………………...……………………………………..19 1.3. Ambientes contaminados……………………………………………………………………….20 1.3.1. Tipos de contaminantes………………………………………………………………………21 1.3.2. Contaminación de aguas……………………………………………………………………..30 1.3.3. Contaminación de suelos…………………………………………………………………….32 Actividades .............................................................................................................................. 34 Autorreflexiones....................................................................................................................... 34 Cierre de la unidad .................................................................................................................. 34 Para saber más ....................................................................................................................... 35 Fuentes de consulta ................................................................................................................ 36

Universidad Abierta y a Distancia de México

Biorremediación Introducción a la biorremediación

Presentación de la unidad El vertido de sustancias que alteran el equilibrio ecológico se hace cada vez más incalculable, organismos públicos y privados se refieren siempre a millones de toneladas, las cuales interfieren en el funcionamiento de los ecosistemas y atentan contra la salud humana. En este sentido la biotecnología moderna tiene un papel importante en la restauración de sitios dañados ambientalmente. El reto actual es desarrollar herramientas biotecnológicas que formen parte de procesos limpios y eficientes energéticamente para el control y la remediación de contaminaciones ambientales. A través del desarrollo de la presente Unidad y del análisis de las lecturas sugeridas, conocerás con más detalles qué es la biorremediación, comprenderás mediante una revisión histórica su relevancia como parte de la biotecnología ambiental. Asimismo, identificarás cuales son los factores y conceptos empleados en la biorrecuperación de aguas y suelos contaminados. Finalmente al cierre de la Unidad se podrán distinguir y clasificar los distintos tipos de contaminantes tanto naturales, como antropogénicos que alteran el equilibrio de diversos ambientes.

Propósitos

El propósito de la presente Unidad es propiciar un primer acercamiento a la biorremediación y los distintos conceptos empleados en esta área, así como reconocer su relevancia en la recuperación de ambientes contaminados, lo anterior mediante los siguientes logros:

Universidad Abierta y a Distancia de México

Biorremediación Introducción a la biorremediación

 Reconocer la importancia histórica de la recuperación de ambientes contaminados.  Identificar aquellos factores que influyen en los procesos de biorremediación.  Clasificar los diferentes tipos de contaminantes del medio ambiente.  Analizar las distintas fuentes de contaminación de aguas y suelos.

Competencia específica

Distinguir las generalidades de la biorremediación mediante el estudio de los tipos de contaminación, para identificar los distintos niveles de recuperación de ambientes contaminados.

1.1. Revisión histórica Desde que el hombre desarrolla habilidades de convivencia en sociedad y hace uso de herramientas para su beneficio, modifica su entorno a través de los desechos que genera, “Sin embargo en la antigüedad todos los desechos eran de origen natural, lo cual cambió mediante el desarrollo de la sociedad moderna basada en la actividad industrial y el uso de nuevas tecnologías operadas mediante combustibles fósiles, fue así como se introdujeron nuevos contaminantes al medio ambiente, lo cual ha repercutido directamente sobre la humanidad” (Sarlingo, 1998).

Universidad Abierta y a Distancia de México

Biorremediación Introducción a la biorremediación

Debemos tomar en cuenta que uno de los principales problemas de cualquier sociedad ha sido deshacerse de los desechos y asegurar un abastecimiento de agua potable libre de contaminantes. A lo largo de la historia se han desarrollado diversas tecnologías cuyo objetivo es mitigar los efectos de la contaminación.

1.1.1. Antecedentes Históricos de la biorremediación La Biorremediación ha existido en el mundo desde aproximadamente el año 600 a. C. Se cree que este proceso fue utilizado en la Antigua Roma con el empleo de microorganismos para el tratamiento de aguas residuales (Figura 1).

Figura 1. Esta imagen muestra lo importante que era para los antiguos romanos los sistemas acuíferos. Tomado de http://www.mitchellteachers.net/WorldHistory/AncientRome/Images/RomanDailyLifeTrade&TravelPl acard.jpg

Como este, a lo largo de la historia muchos han sido los ejemplos en los que se emplean microorganismos para el beneficio del hombre. El primer acercamiento con rigor científico a la biorremediación fue el hecho de que ZoBell en 1946 revisó la acción de microorganismos sobre hidrocarburos. Él reconoció

Universidad Abierta y a Distancia de México

Biorremediación Introducción a la biorremediación

que muchos de estos, ampliamente distribuidos en la naturaleza, tienen la capacidad de utilizar hidrocarburos como única fuente de energía. Identificó además, que existía una relación altamente dependiente entre la naturaleza química de los compuestos del petróleo y los microorganismos dentro de la mezcla. Veinte años después de este hallazgo, el superpetrolero Torrey Canyon se hundió en el Canal Inglés. Con este incidente, la atención de la comunidad científica se centró de manera espectacular en los problemas de la contaminación por hidrocarburos. Después de este evento se iniciaron varios estudios sobre el destino del petróleo en los diversos ecosistemas. Sin embargo, el término biorremediación fue acuñado en la década de los 80´s, época en la que ocurrieron diversas catástrofes ecológicas alrededor del mundo. A manera de ejemplo podemos recordar el caso ocurrido en junio de 1979, durante la perforación del pozo Ixtoc I de petróleos mexicanos. En el golfo de México ocurrió un accidente muy serio: En dicha perforación se presentaron errores humanos, que originaron una explosión en el pozo petrolero, provocando un gran derrame de 3.3 millones de barriles de crudo; las corrientes llevaron el petróleo a las zonas costeras de Campeche, Tabasco, Veracruz, Tamaulipas y algunas regiones de Texas (Figura 2).

Figura 2. Ixtoc, Golfo de Mexico 1979. Tomado de http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen2/ciencia3/100/html/sec_13.html

Diez años después, en 1989 el buque petrolero Exxon Valdez, encalló en Prince William Sound, debido a tal incidente se arrojaron 257 000 barriles de petróleo al mar, causando

Universidad Abierta y a Distancia de México

Biorremediación Introducción a la biorremediación

un enorme daño sobre 460 millas cuadradas en la costa de Alaska, miles de animales murieron como resultado del derrame. Los organismos con mayor riesgo de sufrir las consecuencias a causa de un derrame petrolero en el medio ambiente marino son las aves y los mamíferos marinos, quienes están frecuentemente en contacto con la superficie del mar, y que es donde se encuentran mayormente localizados los hidrocarburos. El recubrimiento de las plumas de las aves y el pelaje de los mamíferos con el petróleo ocasiona la pérdida de su capacidad de aislamiento, y puede provocar la muerte por hipotermia. Además, existe riesgo de asfixia, ahogo e intoxicación por la ingestión de los hidrocarburos (Figura 3). Por otra parte, cuando el petróleo impacta en la costa, las algas, peces y demás diversidad marina resultan muy afectados, los hidrocarburos pueden acumularse a través de la cadena trófica, y causar daño severo a muchas especies incluyendo el hombre. En términos generales, los efectos tóxicos se observan tanto a corto como a largo plazo (Lozada et al., 2013).

Figura 3. Ave empetrolada. Tomada de http://www.petroleomagdalena.com/wpcontent/uploads/2008/11/enero-1999-ave-empetrolada-en-magdalena-republica-argentina.jpg

A propósito: La Organización de las Naciones Unidas ha dado, para la contaminación marina, la siguiente definición: "es la introducción por el hombre en el medio marino, de sustancias o energías que puedan ocasionar consecuencias nefastas, tales como daño a los recursos biológicos y por

Universidad Abierta y a Distancia de México

Biorremediación Introducción a la biorremediación

consiguiente a la salud humana, trabas a las actividades marítimas, incluyendo la pesca, disminución en la calidad del agua del mar desde el punto de vista de su utilización, y reducción de las posibilidades ofrecidas para el descanso."

Infortunadamente las tragedias siguen presentes, recientemente ocurrió una desgracia provocada por la explosión y el incendio de la plataforma petrolera Deepwater Horizon en el golfo de México (2010), lo que provocó uno de los derrames de petróleos más catastróficos en el mundo, causando daños invaluables y de lenta reparación al ecosistema (Figura 4).

Figura 4. Incendio de la plataforma petrolera Deepwater Horizon en 2010. Tomado de http://ep00.epimg.net/sociedad/imagenes/2010/06/07/album/1275861602_910215_0000000006_al bum_normal.jpg

Te sugiero que busques: ¿Cuál ha sido la tragedia más grande de derrame de petrolero en el mundo?

Cuando sucede un derrame de petróleo se tiene que actuar rápidamente, ya que aunque el daño es irreversible se puede contrarrestar su propagación. Entre las estrategias Universidad Abierta y a Distancia de México

Biorremediación Introducción a la biorremediación

utilizadas, se incluyen distintos métodos físicos y/o químicos para contener, remover o dispersar la mayor cantidad posible de los contaminantes. El tipo de respuesta elegido depende, entre otros factores, del tiempo que ha pasado desde el derrame, las condiciones del mar (calmo, agitado, helado), el tipo de hidrocarburos derramados (liviano, medio, pesado) y el volumen del derrame. Prácticamente todos estos métodos presentan algún grado de impacto sobre el ambiente (Lozada et al., 2013). Por lo anterior, la biodegradación del petróleo ha tomado un papel importante, ya que es una opción viable, más económica, rápida y que genera un menor impacto ambiental. Debemos tomar en cuenta que el concepto de biorremediación, no solo se enfoca en el control de hidrocarburos, como veremos más adelante se emplea en el control de una gran variedad de contaminantes.

1.1.2. Definición de biorremediación El concepto de biorremediación se utiliza para describir una variedad de sistemas que utilizan organismos vivos (bacterias, hongos, plantas, entre otros) del medio para neutralizar sustancias toxicas, bien transformándolas en sustancias de carácter menos tóxico o bien convirtiéndolas en inocuas para el medio ambiente y la salud humana (Fernandez et al., 2009). Esta técnica biológica tiene algunas fortalezas como bien lo menciona Castillo "la biorremediacion presenta ventajas sobre otras alternativas para eliminar compuestos contaminates como son los tratamientos fisicoquímicos, ya que es un proceso natural para mitagar contaminates organicos, donde los productos formados son generalmente inocuos" (Figura 5) (Castillo et al., 2005). Otra ventaja importante es su bajo costo en relación con otros tratamientos. Es difícil hacer una comparación de costos, porque es necesario conocer las características de cada sitio en particular, pero en términos generales se puede decir que la biorremediación es por lo menos diez veces más económica que la incineración, y tres veces más económica que algunas tecnologías fisicoquímicas de inmovilización. Ello está dado por varios factores, entre ellos un menor gasto de energía, bajo costo de los nutrientes y la operación bajo condiciones ambientales.

Universidad Abierta y a Distancia de México

Biorremediación Introducción a la biorremediación

Por otra parte, es una tecnología limpia, ya que los contaminantes pueden ser transformados hasta compuestos inocuos como el dióxido de carbono (Barrios, 2011). Debido a que la biorremediación incluye la actividad de microorganismos, es necesario considerar una serie de parámetros para que dicho proceso pueda llevarse a cabo.

Universidad Abierta y a Distancia de México

Biorremediación Introducción a la biorremediación

1.1.3. Parámetros a considerar en Biorremediación Es necesario recordar que toda población microbiana sigue un ciclo de crecimiento que comprende las fases de adaptación, exponencial, estacionaria y de declive. Con base en este ciclo de crecimiento, casi todos los compuestos orgánicos son degradables, siempre y cuando existan las condiciones adecuadas (ambientales, físicas, químicas, bioquímicas y de tiempo) (Figura 5). A continuación discutiremos los factores más relevantes:

Figura 5. Factores importantes en la biorremediación. Tomado de http://www.sciencephoto.com/media/211769/enlarge

pH El pH afecta significativamente en la actividad microbiana. La mayoría de los entornos naturales tienen valores de pH entre 5 y 9, esté rango es el óptimo para la estimulación de la biodegradación microbiana de residuos contaminantes. Esté intervalo de pH se mantiene por una capacidad de amortiguación natural que existe en los suelos debido a la presencia de carbonatos y otros minerales. Valores de pH menores a 3 y mayores a 9, así como los cambios repentinos en el pH de la matriz del sistema (residuos / tratamiento) pueden inhibir significativamente el crecimiento microbiano, ya que se interfiere: el metabolismo microbiano, la solubilidad de gases, la disponibilidad de nutrientes y agua, así como en la solubilidad del fosforo y el transporte de metales pesados (Mohee & Mudhoo, 2012).

Universidad Abierta y a Distancia de México

Biorremediación Introducción a la biorremediación

Temperatura La temperatura afecta directamente sobre:(a) el metabolismo bacteriano, (b) Las tasas de crecimiento microbiano, (c) la matriz del suelo, (d) el estado fisicoquímico de los contaminantes. En general, la biorremediación in situ se lleva bajo condiciones mesófilas (20°C a 40°C). Diversos estudios de laboratorio, se han centrado en bacterias mesófilas con potencial valor de remediación, debido a que son fáciles de cultivar y tienen tiempos de duplicación relativamente cortos (Mohee & Mudhoo, 2012). La velocidad de las reacciones bioquímicas en las células aumenta con la temperatura hasta un máximo, por encima del cual la tasa de actividad disminuye produciendo: desnaturalización enzimática, baja en la actividad metabólica y /o la muerte. La temperatura también interviene en la volatilización de los compuestos de bajo peso molecular, la viscosidad, la solubilidad de los gases, la solubilidad de los hidrocarburos, lo cual debe ser tomado en cuenta cuando se diseña un sistema de remediación (Barrios, 2011). Presión Los contaminantes cuya densidad sea mayor a la del agua de mar pueden hundirse hasta llegar al fondo marino, e interferir con el microambiente aunado a esto se sabe que la tasa de biodegradación de un consorcio aislado del fondo marino es diez veces inferior, que bajo las condiciones del océano a presión ambiental, debido a la presión elevada y baja temperatura en el océano profundo (Barrios, 2011). Humedad Los microorganismos requieren condiciones mínimas de humedad para su crecimiento. El agua sirve como medio de transporte a través del cual los compuestos orgánicos y nutrientes son movilizados hasta el interior de las células. El contenido de humedad y la aireación influye en las tasas de eficiencia de diversos métodos de biorremediación. El agua en los suelos o sedimentos no puede estar disponible para los microorganismos, ya que es absorbida por sustancias sólidas o puede estar formando parte de la disolución de otros solutos. Esto se puede resolver mediante la irrigación de los suelos contaminados, compostaje y/o biopilas, procesos que detallaremos con mayor precisión al final de la asignatura.

Universidad Abierta y a Distancia de México

Biorremediación Introducción a la biorremediación

Metales pesados Altas concentraciones de metales pesados pueden inhabilitar completamente una población microbiana al inhibir parte de la actividad metabólica y de la división celular, provocando desnaturalización de proteínas y alteraciones en la membrana celular (Sánchez, 2011). Los metales tales como el Cobre, la Plata, y el Mercurio, particularmente en forma de iones, son muy tóxicos, otros como el Cadmio, y Plomo no tienen funciones fisiológicas y/o biológicas conocidas. Por otro lado, metales tales como el Bario, Zinc, Cobre, Níquel, Hierro y Cromo son por lo general benignos para los microorganismos plantas y animales en las concentraciones que se encuentran habitualmente. La toxicidad de estos metales en los microorganismos es generalmente dependiente del pH. Como veremos más adelante, algunos microorganismos pueden desarrollar resistencia y/o intervenir en procesos de Biotransformación de metales pesados (Figura 6).

Figura 6. Metales pesados. Tomado de http://www.sciencephoto.com/media/363993/view

Universidad Abierta y a Distancia de México

Biorremediación Introducción a la biorremediación

Disponibilidad de nutrientes El metabolismo microbiano está orientado a la reproducción de los organismos y éstos requieren que los constituyentes químicos se encuentren disponibles para su asimilación, como ya has podido estudiar en cursos pasados es necesario la presencia de: Carbono (C), Hidrogeno (H2), Oxigeno (O2), Nitrógeno (N), Magnesio (Mg), Fosforo (P) así como, Factores de crecimiento requeridos para la obtención de energía y el proceso de respiración, entre otros tenemos a las Vitaminas: Riboflavina, Pridoxamina, vitamina B12, Acido fólico (Figura 8). Por lo general, en la rizosfera del suelo existe una concentración de macro y micro nutrientes suficiente, sin embargo, si estos no se encontrasen en el rango normal se puede adicionar mayor cantidad al medio. Los requerimientos nutrimentales depende de la naturaleza de los contaminantes y la medida en la que el sitio contaminado ha sido tratado (Barrios, 2011).

Figura 7. Disponibilidad de nutrientes. Tomado de http://www.sciencephoto.com/media/296914/view

Población microbiana El factor determinante en el proceso de biodegradación es la población microbiana, que debe estar adaptada a utilizar el compuesto contaminante y poseer las enzimas necesarias para catalizar las reacciones de degradación. Universidad Abierta y a Distancia de México

Biorremediación Introducción a la biorremediación

Utilizar combinaciones de diferentes especies microbianas conjugadas, mismas que potencian resultados en la degradación de sustratos tóxicos, es una herramienta muy utilizada hoy en día como lo menciona (Viñas et al., 2005). “Los consorcios microbianos tienen mayor poder biodegradativo porque la información genética que codifica al sistema enzimático del consorcio es más completa y por tanto es más probable la degradación. Además, se establece una compleja interacción entre las especies microbianas. Algunas atacan a un compuesto y otras culminan su degradación, por lo que generalmente se consideran más eficientes que los cultivos puros.” Así mismo Viñas nos menciona la definición para consorcio microbiano siendo la siguiente “Cultivos mixtos de microorganismos que pueden tener capacidades degenerativas conocidas y complementarias entre sí” (Vilas et al, 2005). Como podemos vislumbrar, la biorremediación es un área muy compleja basada en diferentes conceptos de la biotecnología ambiental, algunos de los cuales analizaremos a continuación:

1.2. Conceptos generales en biorremediación Según la Environmental Protection Agency (EPA), la biorremediación se define como los procesos en los que se usan microorganismos o enzimas producidas por estos para transformar o degradar contaminantes tóxicos en los ecosistemas; esta estrategia biológica depende de las propiedades catabólicas que presentan los microorganismos, quienes utilizan los contaminantes para su desarrollo. De acuerdo con la definición anterior es importante conocer una serie de conceptos relacionados directamente con distintas propiedades catabólicas.

1.2.1. Biodegradación El fundamento bioquímico de la biodegradación se basa en que en la cadena respiratoria, o transportadora de electrones de las células, producen una serie de reacciones de óxidoreducción cuyo fin es la obtención de energía (Figura 8).

Universidad Abierta y a Distancia de México

Biorremediación Introducción a la biorremediación

Figura 8. Representación del proceso de biodegradación. Tomado de http://2013.igem.org/Team:TU-Munich/Project/Biodegradation

La cadena metabólica de biodregadación incluye una serie de pasos donde los microorganismos llevarán a cabo varias reacciones de oxido-reducción, "La cadena la inicia un sustrato orgánico que es externo a la célula y que actúa como donador de electrones, de modo que la actividad metabólica de la célula acaba degradando y consumiendo dicha sustancia. Los aceptores más comúnmente utilizados por los microorganismos son el Oxígeno, los nitratos, el Hierro (III), los sulfatos y el dióxido de Carbono. Cuando el Oxígeno es utilizado como aceptor de electrones la respiración microbiana se produce en condiciones aerobias, y los procesos de biodegradación serán de tipo aerobio; sin embargo, si utiliza los sulfatos o el dióxido de Carbono se produce en condiciones reductoras o anaerobias, y los procesos de biodegradación serán de tipo anaerobio” (Maroto & Rogel, 2001). Degradación aerobia: Sustrato + O2 → biomasa + CO2 + H2O Degradación anaerobia: Sustrato + (NO3-, SO42-, Fe3+, Mn4+, CO2) →Biomasa + CO2 + (N2, Mn2+, S2+, Fe2+, CH4) Biodegradación: En términos simples se refiere a la transformación catalizada biológicamente de un compuesto a formas más simples. Procesos anaerobios han logrado mineralizar completamente numerosos compuestos antropogénicos. Compuestos aromáticos como fenoles y cresoles, comúnmente presentes en los vertidos de la industria petroquímica, han sido degradados anaeróbicamente (Charest et al., 1999). Universidad Abierta y a Distancia de México

Biorremediación Introducción a la biorremediación

La conversión completa del carbono orgánico a carbono inorgánico (en forma de dióxido de carbono), agua, residuos inorgánicos se define como Biomineralización. Si la reacción es incompleta y produce algunos compuestos secundarios, el proceso se define como Biotransformación.

1.2.2. Biotransformación Se entenderá como Biotransformación cualquier reacción bioquímica (oxidación, reducción, deshalogenación, nitrificación, hidrólisis, entre otras) que opere sobre un contaminante, a cargo de los sistemas enzimáticos de un organismo. Se puede realizar el tratamiento biológico de casi todos los residuos orgánicos peligrosos debido a que esencialmente, todas las sustancias químicas orgánicas se degradan si se establecen, mantienen y controlan las poblaciones microbianas apropiadas (Figura 9).

Figura 9. Tratamiento biológico a residuos peligrosos. Tomado de http://www.aiche.org/resources/chemeondemand/webinars/chemical-reactions-control-intendedavoid-unintended

Sin embargo en desechos de producción o explotación de hidrocarburos con contenidos elevados de resinas, asfáltenos, cloruros en cualquier forma y metales pesados, la biodegradación resulta ser la alternativa menos apropiada para su tratamiento (GCT, 2013). Para estos fines se contempla una degradación parcial o biotransformación. Tomando en cuenta que la transferencia de electrones dentro de los microorganismos es imprescindible para la obtención de energía algunos metales pesados pueden actuar como donantes y aceptores de electrones, o como fuente de energía y por ello es posible su biotransformación. Los organismos que utilizan metales como fuentes principales de energía son los denominados quimiolitoautotrofos.

Universidad Abierta y a Distancia de México

Biorremediación Introducción a la biorremediación

Las principales transformaciones de los metales pueden ser directas, por medio de cambios en el estado de valencia cuando actúan como donantes o receptores de electrones e indirectas, por medio de agentes oxidantes y reductores producidos por los microorganismos y que son responsables de cambios en el pH y del potencial redox (Soto et al., 2010). Existe la reducción biológica que algunos microorganismos presentan a través de su actividad enzimática donde los metales pesados se ven reducidos, sin embargo existen algunos microorganismos, que pueden llevar a cabo la reducción indirecta de especies oxidadas solubles. Esto se produce acoplando la oxidación de compuestos orgánicos a la reducción del Fe3+, Mn4+ y SO4 2-. Las especies reducidas interaccionan químicamente con metales contaminantes solubles produciendo especies multicomponentes lo que provoca su precipitación intra o extra celular. Como ejemplo particular podemos citar qué entre los metales pesados de gran interés ambiental se encuentra el cromo, ampliamente utilizado en la industria de aceros, automóviles, equipamiento de hospitales, el cual se puede emplear como sal de Cr(III) o sal de Cr(VI); la primera es poco soluble y menos tóxica, la segunda es muy soluble y tiene un alto potencial mutagénico y carcinogénico. La reducción de Cr(VI) a Cr(III) puede ser química o enzimática y se puede llevar a cabo por diferentes géneros bacterianos (Enterobacter, Bacillus, Escherichia, Pseudomonas, Arthrobacter, Streptomyces, Leucobacter, entre otros) lo que produce la inmovilización por precipitación y la disminución en la mutagenicidad (Cheung & Gu, 2007). En la Unidad 2 hablaremos con más detalle acerca de los microorganismos con capacidad de Biotransformación ya que son de fundamental importancia en el tratamiento biológico de efluentes industriales.

1.2.3. Bioaumentación En casos en los que o bien no existe una población de degradación competente o actúa demasiado lento se pueden añadir sistemas microbianos para mejorar las tasas de biorremediación. Esta técnica se conoce como la bioaumentación y puede implicar la adición de aislados naturales o microorganismos genéticamente modidificados (GEMS) (Figura 11) (Mohee & Mudhoo, 2012).

Universidad Abierta y a Distancia de México

Biorremediación Introducción a la biorremediación

Figura 10. Representación de la bioaumentación. Tomado de http://www.sciencephoto.com/image/211797/530wm/G2520118-E._coli_fermentation_unit-SPL.jpg

La bioaumentación depende principalmente de la competencia o capacidad de proliferación de las especies microbianas, la biodisponibilidad del compuesto xenobiótico y las propiedades fisicoquímicas del suelo (Shukla et al., 2010). El tamaño del inoculo a utilizar depende de:   

La extensión de la zona contaminada La dispersión de los contaminantes La velocidad de crecimiento de los microorganismos degradadores

Existen reglas estrictas que rigen la liberación de los GEMS debido a la preocupación por sus posibles efectos negativos en el medio ambiente. Se cree que los genomas alterados tienen una mayor inestabilidad y una mayor posibilidad de generar mutaciones las cuales pueden no ser seguras para el medio ambiente (Mohee & Mudhoo, 2012). En general, las mismas consideraciones ambientales y principios ecológicos que rigen la actividad degradativa de los microorganismos endógenos, también determinan la actividad de los inóculos introducidos (Sheehan, 1997).

Universidad Abierta y a Distancia de México

Biorremediación Introducción a la biorremediación

Los factores ambientales de importancia incluyen el pH, la temperatura, la disponibilidad de agua, potencial redox, el contenido de nutrientes, entre otros. Los factores ecológicos o bióticos que pueden regir la eficacia de la bioaumentación incluyen la depredación, la competencia con los organismos propios por el contaminante, nutrientes (orgánicos y/o inorgánicos requeridos), la toxicidad y la represión catabólica. Otro factor que determina la eficacia de inóculos introducidos se relaciona con el éxito de transportarse y difundirse en el suelo, sedimentos, o acuíferos contaminados.

La principal ventaja de la bioaumentación, es que no requiere un área adicional para llevar a cabo el tratamiento, ni el uso de maquinaria pesada. Su limitación es que se debe realizar algunos procedimientos como enriquecimiento de cultivos, aislar microorganismos capaces de utilizar el contamínate como fuente de carbono y cultivarlos hasta obtener grandes cantidades de biomasa.

1.2.4. Microrremediación La Microrremediación es una forma de biorremediación, en la cual se utilizan micelios fúngicos (hongos) para devolver un ambiente (por lo general suelo) contaminado a su equilibrio (Figura 11).

Figura 11. Biorremediación mediante hongos. Tomado de http://naturalistbent.blogspot.mx/2011/03/fungal-remedy-to-japans-environmental.html

Universidad Abierta y a Distancia de México

Biorremediación Introducción a la biorremediación

Él micelio secreta enzimas extracelulares y ácidos que descomponen la lignina y la celulosa, los dos principales elementos de fibra la vegetal. Estos son compuestos orgánicos formados por largas cadenas de carbono e hidrógeno, estructuralmente similar a muchos contaminantes orgánicos (Mycosource, 2012). El mecanismo para degradar la lignina está basado en la formación de radicales libres, lo cual hace que estas enzimas sean activas catalíticamente sobre una gran diversidad de sustratos orgánicos. Además algunos hongos tienen la capacidad de mineralizar completamente a CO2 los contaminantes muy recalcitrantes, como los bifenilos policlorados, algunos compuestos aromáticos, hidrocarburos policíclico aromáticos. Los hongos ligninolíticos también poseen un sistema enzimático intracelular, el sistema de monoxigenasa citocromo P450. Estos sistemas enzimáticos llevan a cabo la degradación de otros compuestos xenobióticos como el fenantreno, el benzopireno o el DDT (Tinoco & Vázquez-Duhalt, 2007). La clave para Microrremediación es determinar las especies fúngicas adecuadas para llegar a un contaminante específico. A continuación analizaremos los distintos tipos de contaminantes que alteran el equilibrio de suelos y aguas, los cuales pueden ser tratados mediante tecnologías de biorrecuperación.

1.3. Ambientes contaminados El término contaminación, tiene sus orígenes en la raíz griega corrompere que significa corromper: tal palabra se relaciona con un cambio indeseable en las características físicas, químicas o biológicas del agua, tierra o aire, que puede ser perjudicial para el hombre y otras formas de vida (Figura 12).

Universidad Abierta y a Distancia de México

Biorremediación Introducción a la biorremediación

Figura 12. Contaminación ambiental. Tomado de http://www.earthtimes.org/pollution/plasticcontamination-atlantic-ocean/377/

Por contaminación también entendemos la introducción al ambiente de un compuesto en grandes cantidades, que incrementa su concentración natural y que por lo tanto excede a la capacidad de la naturaleza para degradarlo y reincorporarlo a los ciclos de transformación de la materia y energía. (Ibarra, 2003). Es necesario aclarar que la contaminación depende del lugar, el tiempo, el tipo de contamínate y la cantidad en que éste se encuentre. Las causas principales son las actividades humanas o antropogénicas, en particular las productivas, por ejemplo las relacionadas con la generación de la energía eléctrica, incluyendo la explotación de los recursos naturales no renovables, como el petróleo o diversos minerales, el transporte, la industria en general o la agricultura (Calixto et al., 2012).

1.3.1. Tipos de contaminantes Las fuentes de contaminación pueden derivar de actividades naturales o antropogénicas: Fuentes Naturales: Relacionadas con erupciones volcánicas, incendios naturales, arrastre de sustancias rio abajo, composición del suelo, productos de reacciones biológicas, este tipo de contaminaciones presentan menos daños y riegos para la salud (Figura 13).

Universidad Abierta y a Distancia de México

Biorremediación Introducción a la biorremediación

Figura 13. Contaminantes naturales. Tomado de http://docentes.educacion.navarra.es/metayosa/CTMA/Impacto2.html

Fuentes antropogénicas: Contaminación derivada por la actividad humana agrícola, industrial, minera, agropecuaria, urbana, generación de energía eléctrica, el transporte, la sobre explotación de los recursos no renovables, etc. Estos contaminantes son los que causan grandes daños a la salud y el medio ambiente (Calixto et al., 2012).

Figura 14. Contaminación derivada de la actividad humana. Tomado de http://curiosomundoazul.blogspot.mx/2011/10/2-millones-de-personas-mueren-al-ano.html

Universidad Abierta y a Distancia de México

Biorremediación Introducción a la biorremediación

Como podemos deducir son muchas las actividades naturales y antropogénicas que producen elementos contaminantes, de acuerdo con el sustrato o medio donde se presentan estos pueden ser: Biológicos: Los contaminantes biológicos son seres vivos microscópicos de naturaleza diversa (bacterias, virus, hongos y parásitos) que pueden estar presentes en diferentes ambientes con la particularidad de que se encuentran en concentraciones elevadas lo que puede producir efectos adversos (procesos infecciosos, tóxicos o alérgicos) para la salud humana. Físicos: Las manifestaciones energéticas presentes en el entorno, las cuales interaccionan con el ser humano generándole daños a la salud, ejemplos pueden ser: energía sonora (ruido), energía luminosa (luz intensa), energía ionizante y/o nuclear (desechos nucleares), energía calorífica (temperatura). Estas y otras manifestaciones energéticas tienen la característica de generar un intercambio entre la fuente emisora y la persona expuesta por arriba de lo que pueda soportar, produciendo daños a su salud.

Químicos: Compuestos o sustancias que por su composición generen daños a la salud, ya sea por contacto, inhalación, absorción por piel o digestión y estos pueden presentarse en los tres estados de agregación (sólidos, líquidos y gases). Se pueden considerar naturales (mono y dióxido de Carbono, metales pesados, óxidos de Azufre en erupciones volcánicas entre otros) y antropogénicas o sintéticas (detergentes, pesticidas, plaguicidas, insecticidas, desechos industriales entre otros). Los contaminantes sintéticos también son llamados "Xenobióticos", son aquellas sustancias extrañas o ajenas a los microorganismos y sus metabolismos, están asociadas a los conceptos de tóxicos y contaminante ambiental, porque suelen serlo Ha llegado la hora de analizar algunos de los contaminantes más persistentes en el medio ambiente. - Hidrocarburos: Son compuestos químicos formados únicamente por átomos de carbono e hidrógeno, los principales componentes de los combustibles fósiles. Entre las cusas principales de la generación de estos compuestos esta las emisiones volcánicas, los incendios, así como los resultantes de la producción carbón, asfalto, la refinación del petróleo y sus derivados, la volatilización de productos químicos, la emisión de metano provocada por la ganadería y la agricultura. Sin embargo también existen otras fuentes como el humo del cigarrillo, las

Universidad Abierta y a Distancia de México

Biorremediación Introducción a la biorremediación

calefacciones, la combustión de diesel y gasolina, las tintorerías, y muchas más (Figura 15).

Figura 15. Contaminación por hidrocarburos. Tomado de http://www.freedigitalphotos.net/images/Environmental_Concep_g389Bad_Environmental_Car_p20891.html

Los hidrocarburos se pueden clasificar en dos grandes grupos: a) Los hidrocarburos alifáticos (HAL) b) Los hidrocarburos aromáticos (HAR)

La clasificación básicamente se basa en la estructura molecular que presentan las cadenas de carbonos de ahí que, “Los HAL, son sustancias de cadena abierta y también cíclicas (alcanos, alquenos, alquinos y alifáticos cíclicos) y los HAR son aquellos cuya base estructural es el anillo bencénico (benceno) y dependiendo del número de anillos, pueden ser hidrocarburos monoaromáticos (MAH), incluidos la mezcla BTEX (benceno, tolueno, etilbenceno y Xileno) y los hidrocarburos policiclicos aromáticos (HAP), los que están compuestos por dos o más anillos bencénicos condensados como el Naftaleno (2 anillos), Fenantreno (3 anillos), los hidrocarburos pueden presentarse en forma de gases, líquidos, sólidos”. (French et al., 2004) El número de hidrocarburos posibles teóricamente es infinito. Un hidrocarburo que tenga 60 átomos de carbono y 122 de hidrogeno puede llegar a tener más de 22 x 1021 isómeros. No se conoce con exactitud la cifra de hidrocarburos reportados en las publicaciones, se supone que son más de 100,000. Seguramente has notado que el Universidad Abierta y a Distancia de México

Biorremediación Introducción a la biorremediación

petróleo es una mezcla muy compleja de hidrocarburos gaseosos, líquidos y sólidos, del proceso de destilación se puede obtener: gasolina, diesel, vaselina liquida y sólida, parafina, asfalto, lubricantes, entre otros. Una gran cantidad de hidrocarburos son considerados compuestos de riesgo para la salud humana ya que pueden ser absorbidos en el intestino y los pulmones, incluso algunos de ellos presentan un elevado grado de toxicidad, mutagenicidad y carcinogenicidad.

Figura 16. Contaminación por metales pesados. Tomado de http://arcoirisdelavida.blogspot.mx/2013/02/guiyu-la-cuidad-con-mayor-cantidad-de.html

- Metales pesados: De acuerdo con la SEMART (2009) y desde el punto de vista químico, los metales pesados están constituidos por elementos de transición y post-transición incluyendo algunos metaloides como el arsénico y selenio. Estos elementos tienen una gravedad específica significativamente superior a la del Sodio, Calcio y otros metales ligeros. Por otro lado, estos elementos se presentan en diferente estado de oxidación en agua, aire y suelo y presentan diversos grados de reactividad, carga iónica y solubilidad en agua (Figura 16).

Universidad Abierta y a Distancia de México

Biorremediación Introducción a la biorremediación

Los metales pesados han sido nombrados de forma alternativa por la EPA (Agencia de Protección Ambiental) en Estados Unidos de Norteamérica como, “elementos tóxicos”, debido a su alto grado de daño a la salud humana y en esta lista se incluyen elementos químicos como: Cobalto, Níquel, Cobre, Zinc, Plata, Titanio, Selenio, Plomo, Mercurio, Arsénico entre otros. Cadmio: El cadmio se incorpora al organismo principalmente a través de la cadena alimenticia o al exponerse a inhalar este elemento, la principal fuente de liberación de este metal son las mineras de metales no ferrosos, la industria de pigmentos y fertilizantes fosfatados. El cadmio se acumula en el organismo humano, fundamentalmente en los riñones, causando hipertensión arterial. La absorción pulmonar es mayor que la intestinal, por lo cual, el riesgo es mayor cuando el cadmio es aspirado, el cadmio puede ser almacenado en el organismo por varios años. Cromo: El cromo se utiliza principalmente en la industria metalúrgica (aleaciones) y en pigmentos para las pinturas, el papel, y otros materiales. La exposición baja puede irritar la piel y causar ulceras. La exposición a largo plazo puede causar daño del riñón y en el hígado, también puede generar problemas en el sistema circulatorio y nervioso. Mercurio: el mercurio, presente de forma natural en la corteza terrestre, puede provenir de la actividad volcánica, la erosión de las rocas o la actividad humana, sobre todo de la combustión de carbón en centrales eléctricas, calefacciones y cocinas de incineración de residuos y de la extracción minera, el mercurio existe en varias formas las culés difieren por su grado de toxicidad y sus efectos sobre los sistemas nervioso e inmunitario así como en diferentes órganos.

A continuación te sugiero dirigirte a la siguiente liga donde encontraras un video que describe, la contaminación por metales pesados y explica la tragedia ocurrida por envenenamiento a causa de Mercurio en Minamata, Japón. http://www.youtube.com/watch?v=BuwUIiw44ZQ&list=PLC7463FDE67F82813

Plomo: Los yacimientos de minerales de Plomo que se explotan en México abarcan más de 20 estados. Dos terceras partes del plomo extraído en nuestro país son destinadas a la fabricación de óxidos, materia prima para las industrias del Hierro, acero, textil, pinturas, vidrio metalurgia entre otras. Las intoxicaciones ocasionadas por Plomo, conocidas desde

Universidad Abierta y a Distancia de México

Biorremediación Introducción a la biorremediación

la antigüedad, se han debido al consumo de bebidas contaminadas por este metal, principalmente de fabricación clandestina, como el vino. Más común, sobre todo en países en desarrollo, es la intoxicación provocada por el consumo de alimentos preparados o almacenados en recipientes de barro vidriado de los cuales se desprende plomo (SEMARNAT, 2009). Arsénico: El principal medio de absorción de este metal es al consumir alimentos de origen marino. La ingestión de Arsénico en el agua de beber es una fuente que pone en riesgo la salud de la población expuesta, el Arsénico es considerado un agente teratogénico, mutagénico y carcinógeno, también puede producir alteraciones gastrointestinales, renales, nerviosas y hepáticas (Calixto et al., 2012). - Fertilizantes químicos: Los fertilizantes son otros de los elementos importantes en los procesos de contaminación. El problema deriva de una aplicación abusiva con el fin de aumentar el rendimiento de las cosechas. Los fertilizantes contienen Nitrógeno , Fósforo y Potasio (NPK), además de otros componentes orgánicos, bien por separado, bien formando distintas mezclas (Figura 17).

Figura 17. Contaminación por fertilizantes. Tomado de http://mayracontaminacion.blogspot.mx/

Entre los elementos inorgánicos es el contenido en Nitrógeno el que más puede afectar. La alta solubilidad de las sales empleadas (nitratos), posibilita que se produzca la lixiviación del anión, y más teniendo en cuenta la baja capacidad de retención que tienen los suelos para las partículas cargadas negativamente. La llegada a las capas freáticas o

Universidad Abierta y a Distancia de México

Biorremediación Introducción a la biorremediación

a las aguas superficiales en concentraciones elevadas de Nitrógeno, puede originar la eutrofización del medio. - Pesticidas: Un pesticida es cualquier sustancia elaborada para controlar, matar, repeler o atraer a una plaga. Tal plaga puede ser cualquier organismo vivo que provoque daño o pérdidas económicas o que transmita o produzca alguna enfermedad. Las plagas pueden ser animales (como insectos o ratones), plantas no deseadas (malas hierbas, malezas) o microorganismos (como enfermedades y virus de las plantas) (DPR, 2006). En la actualidad podemos encontrar una gran diversidad de pesticidas entre otros podemos citar a los: algicidas, atrayentes, bioicidas, desinfectantes y saneadores, fungicidas, fumigantes herbicidas, insecticidas, acaricidas, nematicidas, ovicidas, repelentes, rodenticidas (Figura 18).

Figura 18. Contaminación por pesticidas. Tomado de http://comunidadperuanafya2.blogspot.mx/2012/11/fertilizantes.html

El inadecuado e indiscriminado manejo de estos compuestos ha repercutido en el medio ambiente y generado diversas intoxicaciones a lo largo del mundo. En un aspecto más general, también los podemos clasificar los contaminantes atmosféricos en dos grandes grupos:

Universidad Abierta y a Distancia de México

Biorremediación Introducción a la biorremediación

Contaminantes primarios. Son los que se producen directamente de las fuentes de emisión. -Gases y vapores orgánicos. Como hidrocarburos (metano, butano, acetileno), aldehídos y cetonas (formaldehidos, acetona, alcohol), partículas sólidas (polvo, cenizas, humo) y partículas liquidas (aerosoles, grasas). -Gases y vapores inorgánicos. Compuestos de azufre, de nitrógeno, de carbono, entre otros. Contaminantes secundarios. Son los que se producen químicamente por interacción de los contaminantes primarios y las sustancias presentes en el ambiente. -Gases y vapores orgánicos. Como hidrocarburos (aldehídos, peroxirradicales, ácidos, cetonas, alcoholes). -Gases y vapores inorgánicos. Compuestos de azufre, de nitrógeno, ozono y oxidantes fotoquímicos, entre otros (Figura 19).

Figura 19. Contaminantes primarios y secundarios. Tomado de http://automovilesconelmedioambiente.blogspot.mx/2012/08/la-contaminacion-atmosferica.html

Universidad Abierta y a Distancia de México

Biorremediación Introducción a la biorremediación

Como podemos concluir las sustancias contaminantes que pueden liberarse en el medio ambiente son numerosas y diversas, en la actualidad muchas de estas sustancias son los objetivos primordiales de diversas estrategias de biorrecuperación de aguas y suelos contaminados.

1.3.2. Contaminación de aguas El desarrollo de la vida en el planeta sería imposible sin el agua, ya que es un recurso natural indispensable para la vida. En las sociedades actuales el agua se ha convertido en un bien muy preciado, debido a la escasez, además el desarrollo económico está relacionado con la disponibilidad de tal líquido. Según la Organización Mundial de la Salud, el agua está contaminada cuando “su composición o estado están alterados de tal modo que ya no reúne las condiciones adecuadas al conjunto de utilizaciones a las que se hubiera destinado en su estado natural” (Figura 20).

Figura 20. Contaminación de aguas. Tomado de http://informescontaminacion2010.blogspot.mx/

Universidad Abierta y a Distancia de México

Biorremediación Introducción a la biorremediación

El fenómeno global que representa la polución del agua, ha llegado a tener dimensiones catastróficas, la contaminación del agua es un problema de orden mundial, y muchas personas asumen que sólo es un problema en varios países del tercer mundo. A lo largo del mundo un gran número de personas beben agua contaminada. La Organización de las Naciones Unidas, reporto que de 122 países estudiados con respecto al tratamiento de aguas residuales, México ocupa el lugar 106, lo anterior significa que nuestro país es de los que menos trata las aguas residuales y por otro lado genera una importante cantidad de agua residual con contaminantes. Por lo anterior el tratamiento de aguas residuales es uno de los mayores problemas que enfrenta México. Se estima que para el año 2020 en la república mexicana la demanda de agua potable para uso urbano será de 381 m3s-1 y la de uso industrial de 95 m3s-1 (Alarcón & FerreraCerrato, 2013). Las fuentes de contaminación de los recursos hídricos son las siguientes: Las aguas residuales de las actividades productivas: principalmente de la industria, la agricultura y la actividad minera, pueden contener toda una serie de sustancias tóxicas como compuestos orgánicos, metales pesados, etc. Aguas residuales municipales: son generadas en nuestras casas, en el lugar de trabajo y en los lugares públicos; se descargan a los sistemas municipales de alcantarillado. Si no son tratadas pueden generar contaminantes biológicos e infecciosos pero también contienen sustancias tóxicas como solventes, que se encuentran en algunos productos de limpieza. Lixiviados de los basureros: Uno de los grandes problemas ambientales son los compuestos químicos formados de manera secundaria “Los lixiviados son líquidos que se producen por la descomposición de la basura y que se filtran al suelo. Estas sustancias son anóxicas o casi carentes de oxígeno, ricas en ácidos orgánicos y pueden contener altas concentraciones de metales pesados y sustancias tóxicas” (Greenpeace, 2012). Son diversos los efectos de la contaminación del agua en la salud entre otros: Para el medio ambiente: Aunque representan menos de 1 por ciento de la superficie terrestre, los ecosistemas acuáticos albergan más de 12 por ciento de las especies del planeta. Más de 66 por ciento de los vertebrados dependen directamente de estos ecosistemas para completar su ciclo de vida. A pesar de su importancia, estos ecosistemas están particularmente afectados por la actividad humana y la contaminación que genera. Desde hace 40 años, las poblaciones de especies de agua dulce se han

Universidad Abierta y a Distancia de México

Biorremediación Introducción a la biorremediación

reducido al 50 por ciento, con una tasa de pérdida de biodiversidad más alta comparada con los ecosistemas terrestres o marinos. Para la humanidad: La contaminación del agua causa aproximadamente 3.1 por ciento de las muertes de seres humanos en todo el mundo, principalmente en países en desarrollo. Los cuerpos superficiales contaminados afectan directamente a las comunidades que viven cerca de los ríos, lagos y otros afluentes porque provocan daños a su salud y sus fuentes de alimentos. La contaminación tóxica del agua tiene un alto costo para la sociedad en su conjunto: entre más agua sea contaminada en los afluentes, más costoso será potabilizarla (Greenpeace, 2012).

1.3.3. Contaminación de suelos ¿Te has preguntado qué sucede con los productos que tiras a la basura? Los residuos domésticos son una enorme causa de los efectos de la contaminación del suelo. Un gran número de elementos no son biodegradables, lo que significa que permanecen en los vertederos por décadas. Se le llama suelo contaminado a la porción de terreno, superficial o subterráneo, cuya calidad ha sido perturbada como consecuencia del vertido directo o indirecto de residuos o productos que pueden ser peligrosos: este tipo de suelos aparece por actividades industriales, agrícolas, recreativas, de domesticación y urbanización (Figura 21).

Figura 21. Contaminación de suelos. Tomado de http://mayracontaminacion.blogspot.mx/

Los suelos contaminados son originados principalmente por las actividades inadecuadas del ser humano sobre el ambiente. Por ejemplo las fugas de petróleo, el almacenamiento

Universidad Abierta y a Distancia de México

Biorremediación Introducción a la biorremediación

de productos tóxicos, los residuos de origen domestico sobre las tierras sin un control o tratamiento adecuado, etc. Entre los principales contaminantes del suelo se encuentran los orgánicos, los metálicos, los fertilizantes, los plaguicidas, la salinización y la acidificación (Calixto et al., 2012).

Los daños que se generan en los suelos la mayoría de las veces es acumulativo, de ahí que los efectos generados por las substancias toxicas se reconozca a lo largo del tiempo, mientras que el daño a la salud humana es latente durante todo ese tiempo, ocasionando a veces efectos de magnitud catastrófica. Debemos tomar en cuenta que la contaminación de los suelos puede tener efectos muy diversos, desde el riesgo tóxico para la salud humana hasta pérdidas de recursos naturales y económicos. Finalmente debemos considerar que un contaminante puede moverse entre el suelo, el aire, el agua y el medio biológico, sufrir todo tipo de cambios físicos y químicos, viajar en una corriente de agua, precipitar en los fondos marinos, terminar en los tejidos de un organismo vivo, o interactuar con otros contaminantes que haya en el ambiente (Figura 22).

Universidad Abierta y a Distancia de México

Biorremediación Introducción a la biorremediación

Figura 22. Rutas ambientales de la contaminación. Tomado de http://ww2.educarchile.cl/UserFiles/P0001/File/Contaminaci%C3%B3n.pdf

Actividades La elaboración de las actividades estará guiada por tu docente en línea, mismo que te indicará, a través de la Planeación didáctica del docente en línea, la dinámica que tú y tus compañeros (as) llevarán a cabo, así como los envíos que tendrán que realizar. Para el envío de tus trabajos usarás la siguiente nomenclatura: BBRN _U1_A1_XXYZ, donde BBRN corresponde a las siglas de la asignatura, U1 es la unidad de conocimiento, A1 es el número de actividad, el cual debes sustituir considerando la actividad que se realices, XX son las primeras letras de tu nombre, Y la primera letra de tu apellido paterno y Z la primera letra de tu apellido materno.

Autorreflexiones Para la parte de autorreflexiones debes responder las Preguntas de Autorreflexión indicadas por tu docente en línea y enviar tu archivo. Cabe recordar que esta actividad tiene una ponderación del 10% de tu evaluación. Para el envío de tu autorreflexión utiliza la siguiente nomenclatura: BBRN _U1_ATR _XXYZ, donde BBRN corresponde a las siglas de la asignatura, U1 es la unidad de conocimiento, XX son las primeras letras de tu nombre, y la primera letra de tu apellido paterno y Z la primera letra de tu apellido materno

Cierre de la Unidad La amplia diversidad genética y bioquímica de los microorganismos en la naturaleza representa una herramienta valiosa para la biorrecuperación de ambientes contaminados con elementos y compuestos orgánicos e inorgánicos: Para dar solución a estos graves problemas es necesario que los ingenieros biotecnólogos generen información relevante que sirva para responder técnicamente ante las contingencias medio ambientales. Universidad Abierta y a Distancia de México

Biorremediación Introducción a la biorremediación

A lo largo de la Unidad hemos abordado aspectos relacionados con las biotransformaciones y los diferentes tipos de contaminación. Has logrado:   

Analizar los factores de influyen en los procesos de biorremediación Identificar el tipo de biotransformaciones. Distinguir y clasificar los diferentes tipos contaminantes

Gracias a estos puntos lograste cumplir con la competencia específica de la Unidad, y ahora tienes los conocimientos básicos para continuar con el desarrollo de la asignatura.

Para saber más

Te propongo que analizar la estrategia que siguió la Secretaria de Marina en relación al derrame de la plataforma Deepwater horizon. http://archivos.diputados.gob.mx/comisionesLXI/medioambiente/SEMINARI_OCEANOS/T EMAII/Presentaciones/06.pdf Consulta la Norma Oficial Mexicana 138-SEMARNAT/SS-2003, la cual indica los límites máximos permisibles de hidrocarburos en suelos y las especificaciones para su caracterización y remediación. http://webcache.googleusercontent.com/search?q=cache:y1rDpjSUkKAJ:www.respyn.uanl .mx/xiii/3/contexto/Mexico_-_NOM-138.pdf+&cd=1&hl=es&ct=clnk&gl=mx

Universidad Abierta y a Distancia de México

Biorremediación Introducción a la biorremediación

También es recomendable que consultes la NOM-001-SEMARNAT-1997 que establece los límites máximos permisibles de contaminantes en las descargas de aguas residuales y aguas en aguas y bienes nacionales. http://www.ucol.mx/docencia/facultades/facimar/descargas/normas_semarnat/NOM_0011996-semarnat.pdf

Fuentes de consulta

Alarcón, A., & Ferrera-Cerrato, R. (2013). Biorremediación de suelos y aguas: contaminadas con compuestos orgánicos e inorgánicos. (1ª edición). México: Editorial trillas, 333. Barrios, Y. (2011). Biorremediación: una herramienta para el saneamiento de ecosistemas marinos contaminados con petróleo. Biotecnologia Aplicada, 28(1), 60-68. Calixto, R., Herrera, L., & Hernández. D. (2012). Ecología y medio ambiente con enfoque en competencias. (1ª edición). México: Editorial Cengage Learning, 139-187. Castillo, F., Roldan, M., Blasco, P., Huertas, M., Caballero, F., Moreno, C. & Luque, M. (2005). Biotecnología ambiental. (1ª edición). Madrid: Tébar. 616. ISBN-9788473602112. Charest, A., Bisaillon J. G., Lepine F., & Beaudet, R. (1999). Removal of phenolic compounds from a petrochemical effluent with a methanogenic consortium. Canadian Journal of Microbiology. 45(3), 235-241. Cheung, K. H., & Gu, J. (2007). Mechanism of hexavalent chromium detoxification by microorganisms and bioremediation potential: A review. Int. Biodetor. Biodeg. 59, 8-15. Departamento de Reglamentación de Pesticidas, Agencia de Protección Ambiental de California. (2006). 10O1 I Street P.O. Box 4015 Sacramento CA, phone 916-445-4300. Recuperado de http://www.cdpr.ca.gov/docs/dept/factshts/spanish/what-s.pdf Universidad Abierta y a Distancia de México

Biorremediación Introducción a la biorremediación

EPA. (2013). United States Environmental Ptotection Agency. 1200 Pennsylvania Avenue, N.W. Washington, DC 20460, phone (202) 272-0167 Recuperado de www.epa.gov Fernandez, C., Llobregat M., Bastidas, H. & Sien B. (2009). Influencia de la Eisenia foetida y de sustratos orgánicos como agentes bioestimulantes en la biodegradación de un suelo contaminado con petróleo. Información Tecnológica, 20(5), 19-30. French, D., Jennings, J., & Whittier, N. (2004). “Estimation of potential impact and natural resource damages of oil”. Journal of Hazardous Materials. 107, 11-25. GCT (2013). Trabajadores de la Industria e Ingeniero Huergo PIN Oeste. Base Neuquén, Ruta Provincial Nº 7 km 6 Tel. 54 299 441 3311. Recuperado de http://www.gtcservicios.com/solidos.php?area=bio Greenpeace México, (2012). Dirección: Sta. Margarita 227, Col. del Valle, CP 03100, Tel. 5687 8780. Recuperado de http://www.greenpeace.org/mexico/Global/mexico/sitio/T%C3%B3xicos/RIOS%20TOXICO S%20FINAL.pdf Ibarra, R. (2003). La explotación petrolera mexicana frente a la conservación de la biodiversidad en el régimen jurídico internacional. Universidad Nacional Autónoma de México, Instituto de Investigaciones Jurídicas Lozada, M., Marcos, M. & Dionisi, H. (2013). Biorremediación de ambientes costeros contaminados con hidrocarburos. Argentina: CENPAT-CONICET, 93. Maroto, Ma., & Rogel, J. (2001). Aplicación de sistemas de biorremediación de suelos y aguas contaminadas por hidrocarburos. Biotecnología aplicada; 28(1), 60-68. Mohee, R., & Mudhoo, A. (2012). Bioremediation and sustainability: research and applications. New Jersey: John Wiley and Sons (1st Edition), 431. ISBN 978-1-118-06284-5 Mycosource (2012) 21 Maple Avenue, Toronto ON, Canada M4W 2T5, phone 416-4029755. Recuperado de http://mycosource.com/what-is-mycoremediation/ Sanchez, J. (2011). Biorremediación: estrategias contra la contaminación ambiental. (1ª edición). México: LibrosEnRed. 169 pp. Recuperado de: http://www.librosenred.com/libros/biorremediacionestrategiascontralacontaminacionambie ntal.html

Universidad Abierta y a Distancia de México

Biorremediación Introducción a la biorremediación

Sarlingo, M. (1998). Venenos en la sangre. Breve descripción de la especie humana a la contaminación del planeta. Argentina:UNICEN. Recuperado de http://www.soc.unicen.edu.ar/ SEMARNAT. (2009). Instituto Nacional de Ecología y Cambio Climático. Periférico 5000, Col. Insurgentes Cuicuilco, Delegación Coyoacán, C.P. 04530, México, D.F. Tel. 5424·6400. Recuperado de http://www.inecc.gob.mx/sqre-temas/763-aqre-metales Sheehan, D. (1997). Bioremediation Protocols. New Jersey: Human Press Inc. (1st Edition), 329. Shukla, K., Singh, N., & Sharma S. (2010).Bioremediation: Developments, Current Practices and Perspectives. Genetic Engineering and Biotechnology Journal, Volume 2010: GEBJ-3. Recuperado de http://astonjournals.com/gebj Soto, C., Gutiérrez, S., Rey-León, A., & González, E. (2010). Biotransformación de metales pesados presentes en lodos ribereños de los ríos Bogotá y Tunjuelo. NOVA Publicación Científica EN CIENCIAS BIOMÉDICAS. 8(14), 195-205. Tinoco, R., & Vázquez-Duhalt., R. (2007).Biocatálisis ambiental. Biotecnología. V14 CS3.indd, 347-360. Recuperado de www.ibt.unam.mx/computo/pdfs/libro_25_aniv/capitulo_30.pdf Viñas, M., Sabaté, J., Espuny, M., & Solanas, A. (2005). Bacterial community dinamics and polycyclic aromatic hydrocarbon degradation during bioremediation of heavily creosote-contaminated soil. Appl Environ Microbiol. 71(1), 7008-7018. ZoBell, C. E. (1946). Action of microganisms on hydrocarbons. Bacteriol. Rev. 10(1), 1-49.

Universidad Abierta y a Distancia de México