Sesión 13 2 - Biorrmediacion Microbiana de Hidrocarburos

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BIORREMEDIACIÓN DE 
HIDROCARBUROS
HIDROCARBUROS
Los hidrocarburos son compuestos orgánicos formados únicamente por
átomos de carbono e hidrógeno. La estructura molecular consiste en un
armazón de átomos de carbono a los que se unen los átomos de hidrógeno.
BIORREMEDIACIÓN 
Las practicas de biorremediación consisten en el uso de
microorganismos como plantas, hongos, bacterias naturales o
modificadas genéticamente para neutralizar sustancias toxicas,
transformándolas en sustancias menos toxicas o convirtiéndolas en
inocuas para el ambiente y la salud humana. Cualquier tecnología de
remediación tiene que cumplir los siguientes objetivos.
1. Separar los contaminantes del suelo, agua o algún otro medio
afectado
2. Minimizar el impacto que causa en el ambiente
3. Aislar o inmovilizar dichos contaminantes
4. Destruirlos.
Factores medio ambientales que influyen en 
la biorremediación:
➢ El pH.
➢ Temperatura.
➢ El oxígeno.
➢ Necesidad de nutrientes
➢ Estructura química del 
hidrocarburo
BIOVENTING O BIOVENTILACIÓN 
Es un proceso de biorremediación in situ que consiste en la ventilación
forzada del suelo mediante la inyección de O2 en la zona no saturada
mediante pozos de inyección; debido a la aireación se va a favorecer la
degradación de los hidrocarburos por volatilización y migración de la fase
mas volátil del contaminante, y por biodegradación, ya que al incrementar
la oxigenación del suelo se va a estimular la actividad microbiana.
BIOAUMENTACIÓN
Introducción de microorganismos aclimatados o incluso modificados
genéticamente en el medio, con el fin de mejorar la biodegradación.
Esta técnica funciona en condiciones de laboratorio o bioreactor, pero en
ambientes externos (suelo o agua).
BIOESTIMULACIÓN 
Modifica el entorno para estimular las bacterias biorremediadoras existen el medio
aquellas con capacidad para restaurar un entorno con elevada toxicidad.
Se inyecta nutrientes que estimulan el crecimiento de microorganismos responsables
de la restauración.
Es un método conocido y efectivo para tratar aguas y subsuelo que han padecido
vertimientos de hidrocarburos.
DISPOSICIÓN SOBRE EL SUELO 
También conocido como “Landfarming”, Es una técnica de saneamiento de suelos
donde el suelo contaminado se trata con microorganismos mediante la aplicación de
una capa de tierra de aproximadamente 50 cm de espesor que se ara varias veces con
el objeto de crear unas condiciones óptimas para un correcto desarrollo bacteriano,
acelerando de este modo el proceso de degradación. Este método está especialmente
indicado para la descontaminación de suelos contaminados con aceites, utilizándose
fundamentalmente para tratar los fangos residuales de las refinerías de petróleo.
BIOCELDAS O BIOPILAS
Es un tratamiento de biorrecuperación en condiciones no saturadas, que
consiste en la reducción de la concentración de contaminantes derivados del
petróleo en suelos excavados mediante el uso de la biodegradación a partir
de la construcción de un sistema cerrados que permita controlar lixiviados,
hidrocarburos volátiles y algunas variables de diseño mediante el suministro
de nutrientes y oxigeno a través de una pila del suelo.
Microorganismos que llevan a cabo la
biorremediación de hidrocarburos:
Los microorganismos que utilizan
hidrocarburos como sustrato deben de
tener enzimas denominada
monooxigenasas que son dependientes de
oxigeno.
Bacterias del genero Pseudomonas son
importantes por que poseen la habilidad
para utilizar diversos substratos.
son microorganismos productores de
biosurfactantes extracelulares que
solubilizan y facilitan la penetración de los
hidrocarburos a través de la pared celular
hidrofílica; contienen además enzimas
degradadoras de hidrocarburos en la
membrana citoplasmática.
http://www.google.com.pe/imgres?imgurl=http://www.uab.cat/Imatge/855/929/PseudomonasAeruginosa.gif&imgrefurl=http://www.uab.cat/web/noticias/detalle-de-una-noticia/el-ibb-lidera-el-proyecto-antipathogn-1099409749848.html?noticiaid=1245911161842&h=188&w=250&tbnid=EcKcThn6RdTQoM:&zoom=1&docid=2Ta5VM3dniQymM&ei=MWuEVcCjDIzAggSt0YGgBw&tbm=isch&ved=0CFMQMygZMBk
Otro de los géneros bacterianos más explotados en bioprocesos no
convencionales es Rhodococcus (+), un grupo único consistente en
microorganismos que presentan una gran diversidad metabólica,
capaz de transformar, biodegradar y utilizar como única fuente de
carbono compuestos hidrófobos.
poseen una gran variedad de vías metabólicas para la degradación y
modificación de compuestos aromáticos.
su capacidad de crecimiento en medios con escasos nutrientes, la
carencia de un sistema de represión catabólica y su persistencia
ambiental las hacen excelentes candidatas para los tratamientos de
biorremediación.
CASO 1 
En Long Beach (California):
Aplicaron la biorremediación in situ en suelos
contaminado con aceite diésel mediante el uso
de microorganismos autóctonos
complementada con la adición de nutrientes y
oxigeno en el suelo Bioestimulación, e
inoculación de una mezcla enriquecida de
consorcios bacterianos previamente extraída
del mismo suelo Bioaumentación. Esto
permitió encontrar consorcios bacterianos
degradadores de hidrocarburos identificados
por secuenciación de genes 16S-RNA,
demostrando la presencia de Bacillus cereus,
Bacillus sphaericus, Bacillus fusiformis,
Bacillus pumilis, Acinetobacter junii,
Rhodococcus y Pseudomonas sp.
CASO 2
Suelo contaminado con petróleo del Campo Moga del Estado Zulia, Venezuela:
Utilizaron cepas bacterianas autóctonas y la aplicación de lodo estabilizado en la
biorremediación. Cepas bacterianas aisladas del suelo fueron probadas en su
capacidad para degradar gasoil. Las cuatro cepas más eficientes integraron el cultivo
mixto en un estudio de tratabilidad, donde se aplicó la técnica de compostaje
utilizando lodos estabilizados de un sistema de lagunas como esponjante, en el suelo
contaminado con petróleo y nitrógeno y fósforo como fertilizante durante 150
días. El lodo, suelo y lixiviado generados presentaron rangos permisibles de metales
pesados totales, según la normativa ambiental vigente. Se presentaron diferencias
significativas en los tratamientos para las variables heterótrofos mesófilos y
remoción de HCT, obteniendo los mejores promedios en los tratamientos que
contenían, además del lodo, 15 y 10% de cultivo mixto con densidad poblacional de
27 y 19×109 UFC/ml y una remoción de HCT de 90 y 74%, respectivamente. Los
tratamientos con lodo más 15 y 10% de cultivo mixto evidenciaron correlación
positiva altamente significativa entre la degradación de los HCT y el crecimiento
bacteriano con el esponjante. Estos tratamientos presentaron la mayor remoción de
las fracciones de SARA (hidrocarburos saturados, aromáticos, resinas y asfaltenos),
demostrando la eficiencia de la tecnología empleada en la biorremediación de suelos
contaminados con petróleo.
CASO 3
Estudio de campo realizado en manglares de Nigeria donde se encontraban
presentes especies de los géneros Rhizopora, Laguncularia y Avicennia y los
suelos estaban contaminados con petróleo crudo, se evaluó el uso combinado
de tres estrategias de biorremediación: a) Bioestimulación con fertilizante, b)
Bioaumentación con inoculación de 100 kg*ha–1 de cultivos de una
población autóctona mixta de bacterias degradadoras de hidrocarburos aislada
y producida localmente y c) Prácticas de labranza. Se encontró que la mejor
combinación para la degradación de los hidrocarburos totales fue la adición de
nutrientes (Bioestimulación), junto con prácticas de labranza manual para
estimular la aireación y la adecuada distribución de nutrientes. En otros
estudios a nivel de microcosmos, suelos contaminados con HPA, fueron
bioestimulados (con adición de cascarilla de arroz y de sangre seca como
fuente de liberación lenta de N) y bioaumentados (con adición
de Pseudomonas aeruginosa cepa 64, un productor de biosurfactantes). El
mejor resultado se obtuvoen el microcosmos que recibió ambos tratamientos,
en comparación al que recibió sólo Bioestimulación.
CASO 4
Se realizaron ensayos en diferentes escalas: microcosmos de 0.25 kg en frascos,
microcosmos de 3 kg en bandejas y parcelas de 50 kg de suelo, todos expuestos a
las condiciones ambientales antárticas. Los suelos crónicamente contaminados se
obtuvieron de las áreas de manejo de combustible de las bases Jubany y
Marambio . El suelo se tomó de la capa superficial, hasta los 20 cm de
profundidad. Los ensayos de contaminación aguda se realizaron utilizando suelos
de las mismas áreas y contaminándolos con diferentes hidrocarburos puros o
mezclas complejas según el objetivo de cada ensayo. En los sistemas con
biomagnificación, se utilizaron como inóculo, cepas y consorcios bacterianos
sicrotolerantes aislados de suelos con historia de contaminación con Gas Oil y/o
JP1 provenientes de la bases antes nombradas. Se utilizaron las siguientes cepas:
ADH (Rhodococcus sp.), DM1-41 (Stenotrophomonas maltophilia), MP2-4
(Stenotrophomonas sp.), M10dp (Pseudomonas sp.) y los consorcios bacterianos
M10 y J13. Se evaluó la desaparición abiótica de hidrocarburos, la respuesta de
la microflora autóctona a la presencia de los contaminantes, el efecto de la
Bioestimulación con N y P y la biomagnificación con cepas y consorcios de
bacterias sicrotolerantes con capacidad degradadora de hidrocarburos conocida.