Biotransformacion de Metales en Remediacion de Suelos
Páginas: 13 (3125 palabras)
Publicado: 6 de noviembre de 2014
BIOTRANSFORMACIÓN DE METALES EN REMEDIACIÓN DE SUELOS
INTRODUCCIÓN
Los metales pesados son uno de los desechos contaminantes más tóxicos que se arrojan como desechos industriales; que aunque son imprescindibles para el desarrollo de los organismos, en cantidades excesivas pueden llegar a ser letales. Una vez emitidos se absorben muy fácilmente a través de las membranas biológicas por suelevada afinidad química a las proteínas no siendo de fácil degradación y dificultando su eliminación. Es así como se hace necesario contrarrestar estos contaminantes utilizando técnicas para su transformación y/o inactivación del ambiente.
Una de las aplicaciones más recientes en la biotecnología es la corrección biológica que permite abordar en la mayor parte de los casos el tratamiento de sueloscontaminados. Todas las interacciones entre los microorganismos y los metales u otros elementos como carbono, nitrógeno, azufre y fosforo son componentes fundamentales de los ciclos biogeoquimicos. Las interacciones metalmicrobiota son estudiadas en profundidad en el contexto de la biotecnología ambiental, con el objeto de implementar métodos de remoción, recuperación o detoxificacion de metalespesados y radionúclidos.
Dependiendo del estado de oxidación que se presente un metal y la especie que este conformando, un microorganismo puede realizar dos transformaciones posibles. Una correspondería a la movilización del metal, es decir el pasaje de un estado insoluble inicial (metales asociados a suelos, sulfuros u óxidos metálicos, por ejemplo) correspondiente a una fase solida, a unestado soluble final, en fase acuosa. Este proceso se conoce con el nombre de lixiviación microbiana. El otro corresponde a la inmovilización del metal, es decir el pasaje de un estado soluble inicial en fase acuosa a uno insoluble final en fase solida. A su vez existen en la naturaleza diferentes mecanismos por los cuales la inmovilización del metal puede llegar a ocurrir.
El interés endescontaminar los suelos se produce debido a que el flujo del agua transporta la mayoría de los contaminantes y estos tienden a absorberse sobre las superficies presentes o forman fases liquidas, quedando atrapadas en la matriz solida. Uno de los métodos de corrección biológica que se utiliza en la actualidad es la biorremediacion, la cual surge como una rama de la biotecnología que busca resolver losproblemas de contaminación.
BIOTRANSFORAMCIÓN DE METALES
En la absorción microbiana, llamada bioacumulacion, las especies metálicas son efectivamente retenidas al interactuar con los fosfatos, proteínas y lípidos en el citoplasma celular compitiendo con los iones sodio, potasio y calcio en los mecanismos biológicos; sus posibilidades de desarrollar una mayor capacidad absorbente dependen deltipo de microorganismo y su etapa de crecimiento (10). En la Figura 1 se esquematiza la interacción entre los metales pesados y los microorganismos, Figura 1.
Figura 1: Interacción entre los metales pesados y los microorganismos. http://www.quimicaviva.qb.fcen.uba.ar/Actualizaciones/metales/metales.
Una característica química importante de las paredes celulares es que poseen igualmente gruposfuncionales; las técnicas analíticas muestran que en ellas están presentes polímeros sustituidos con grupos aminos, amidas, carboxílicos, hidroxílicos, fosfatos. Una vez que la biomasa obtenida principalmente de los desechos de la industria que realizan procesos de fermentación ha sido secada, el residuo es un absorbente eficaz en la remoción de especies metálicas desde efluentes. Este proceso sedenomina bioabsorción; igual que en la bioacumulación el tipo de microorganismo determina los biopolímeros presentes en la biomasa seca y asimismo la concentración de los grupos funcionales disponibles como sitios de adsorción. Este conocimiento ha permitido que otras investigaciones se orienten al uso directo de los biopolímeros, desarrollando aun más la biosorción como técnica de metales...
INTRODUCCIÓN
Los metales pesados son uno de los desechos contaminantes más tóxicos que se arrojan como desechos industriales; que aunque son imprescindibles para el desarrollo de los organismos, en cantidades excesivas pueden llegar a ser letales. Una vez emitidos se absorben muy fácilmente a través de las membranas biológicas por suelevada afinidad química a las proteínas no siendo de fácil degradación y dificultando su eliminación. Es así como se hace necesario contrarrestar estos contaminantes utilizando técnicas para su transformación y/o inactivación del ambiente.
Una de las aplicaciones más recientes en la biotecnología es la corrección biológica que permite abordar en la mayor parte de los casos el tratamiento de sueloscontaminados. Todas las interacciones entre los microorganismos y los metales u otros elementos como carbono, nitrógeno, azufre y fosforo son componentes fundamentales de los ciclos biogeoquimicos. Las interacciones metalmicrobiota son estudiadas en profundidad en el contexto de la biotecnología ambiental, con el objeto de implementar métodos de remoción, recuperación o detoxificacion de metalespesados y radionúclidos.
Dependiendo del estado de oxidación que se presente un metal y la especie que este conformando, un microorganismo puede realizar dos transformaciones posibles. Una correspondería a la movilización del metal, es decir el pasaje de un estado insoluble inicial (metales asociados a suelos, sulfuros u óxidos metálicos, por ejemplo) correspondiente a una fase solida, a unestado soluble final, en fase acuosa. Este proceso se conoce con el nombre de lixiviación microbiana. El otro corresponde a la inmovilización del metal, es decir el pasaje de un estado soluble inicial en fase acuosa a uno insoluble final en fase solida. A su vez existen en la naturaleza diferentes mecanismos por los cuales la inmovilización del metal puede llegar a ocurrir.
El interés endescontaminar los suelos se produce debido a que el flujo del agua transporta la mayoría de los contaminantes y estos tienden a absorberse sobre las superficies presentes o forman fases liquidas, quedando atrapadas en la matriz solida. Uno de los métodos de corrección biológica que se utiliza en la actualidad es la biorremediacion, la cual surge como una rama de la biotecnología que busca resolver losproblemas de contaminación.
BIOTRANSFORAMCIÓN DE METALES
En la absorción microbiana, llamada bioacumulacion, las especies metálicas son efectivamente retenidas al interactuar con los fosfatos, proteínas y lípidos en el citoplasma celular compitiendo con los iones sodio, potasio y calcio en los mecanismos biológicos; sus posibilidades de desarrollar una mayor capacidad absorbente dependen deltipo de microorganismo y su etapa de crecimiento (10). En la Figura 1 se esquematiza la interacción entre los metales pesados y los microorganismos, Figura 1.
Figura 1: Interacción entre los metales pesados y los microorganismos. http://www.quimicaviva.qb.fcen.uba.ar/Actualizaciones/metales/metales.
Una característica química importante de las paredes celulares es que poseen igualmente gruposfuncionales; las técnicas analíticas muestran que en ellas están presentes polímeros sustituidos con grupos aminos, amidas, carboxílicos, hidroxílicos, fosfatos. Una vez que la biomasa obtenida principalmente de los desechos de la industria que realizan procesos de fermentación ha sido secada, el residuo es un absorbente eficaz en la remoción de especies metálicas desde efluentes. Este proceso sedenomina bioabsorción; igual que en la bioacumulación el tipo de microorganismo determina los biopolímeros presentes en la biomasa seca y asimismo la concentración de los grupos funcionales disponibles como sitios de adsorción. Este conocimiento ha permitido que otras investigaciones se orienten al uso directo de los biopolímeros, desarrollando aun más la biosorción como técnica de metales...
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