BiorremediaciBiorremediaciónón

1

El El problemaproblema de la de la contaminacióncontaminación

Hay una presencia creciente de sustanciastóxicas, tales como como los compuestosalifáticos halogenados, hidrocarburosaromáticos, bifenilos policlorados y otroscompuestos orgánicos e inorgánicos quecontaminan agua, aire y suelo

Algunas sustancias llegan al ambiente enbajas concentraciones, pero son sujetas abioacumulación o biomagnificación durantesu paso por la cadena alimentaria

2

QueQue hacerhacer??

• Identificar el problema

• Establecer la naturaleza y el grado del riesgo

• Decidir la mejor acción de remediación

Ventajas de la biorremediación

• Menor costo que otras alternativa Costo de incineración para todos los sitios en EEUU: $1.7.1012

• Se trata en general de una solución permanente Muchas veces se logra mineralización en lugar de transferencia entre fases

3

CELULA

Sistemasenzimáticos

sustratoCompuesto químico(contaminante)

aceptor deelectrones

• Oxígeno• Nitrato• Sulfato• otros nutrientes

• Nitrógeno• fósforo• metales (trazas)

transformaciónCompuesto modificadopero no completamente

eliminado

Contaminante destruídoformación de CO2 + H2O

mineralización

ProcesosProcesos celularescelulares

4

Reacciones catalizadas porReacciones catalizadas pormicroorganismosmicroorganismos

• Deshalogenación: un átomo de cloro es remplazado por un átomo dehidrógeno Cl2C = CHCl + H+ ClHC = CHCl + Cl-

• Hidrólisis: ruptura de una molécula orgánica con adición de aguaRCOOR’ + H2O RCOOH + R’OH

• Clivaje: División de una cadena orgánica en dos segmentos RCOOH RH + CO2

• Oxidación: Reacción con formas nucleofílicas de oxígeno (H2O, OH-) CH3CHCl2 + H2O CH3CCl2OH + 2H+ + 2e-

• Reducción: Reacción con formas electrofílicas de hidrógeno (H+) CCl4 + H+ + 2e- CHCl3 + Cl-

• Deshidrohalogenación CCl3CH3 CCl2CH2 + HCl5

DiversidadDiversidad en la en labiodegradaciónbiodegradaciónde de toluenotolueno

VíasVías catabólicascatabólicas

6

http://umbbd.msi.umn.edu/index.htmlMicrobial biocatalytic reactions andbiodegradation pathways

• 188 pathways• 1293 reacciones• 1199 compuestos• 833 enzimas• 467 microorganismos• 50 grupos funcionales orgánicos

VíasVías catabólicascatabólicas

7

AnálisisAnálisis previosprevios

Un requisito previo en cualquier estrategia de remediación esla caracterización del sitio, respecto a los factores que puedanafectar el proceso

La biorremediación es un procedimiento con rigor científico,que debe ser ajustado específicamente para cada condiciónparticular, para minimizar las limitaciones cinéticas yambientales.

Por lo tanto, los costos iniciales para caracterización del sitio,evaluación de factibilidad pueden ser mayores a los costosdasociados con tecnologías más convencionales

8

CaracterizaciónCaracterización de de aceptoresaceptores de deelectroneselectrones

9

En acuíferos, suelos ysedimentos predominan

condiciones anóxicas

CaracterizaciónCaracterización de de otrosotros componentescomponentesabióticosabióticos

1. Disolución y precipitación de CaCO3, que cambia la alcalinidady afecta la concentración de Ca2+

2. Conversión de FeS en pirita (FeS2), que lleva a la pérdida deH2S

3. Disolución reductiva de Fe(III) por oxidación de S2-, que consume H2S produciendo Fe2+ soluble y SO4

2- o S0

Maurer and Rittmann, 2004 Biodegradation 15: 419–43410

CaracterizaciónCaracterización de de laslas comunidadescomunidadesmicrobianasmicrobianas autóctonasautóctonas

11

• Como parte de la caracterización del sitio paradeterminar la estrategia de remediación apropiada

• Como parte del monitoreo del progreso y la efectividaddel proceso de remediación

EcologíaEcología de la de la degradacióndegradación

12

DiagramaDiagrama de de biorremediaciónbiorremediación

Adding Oxygen

-Bioventing

-Biosparging

Adding Oxygen

and Nutrients

Biostimulation

Adding Oxygen,

Nutrients and Bacteria

Bioaugmentation

Engineered Intrinisic

in situ

Landfarming Bioreactor

ex situ

Bioremediation

13

BiorremediaciónBiorremediación in situ: in situ:1. 1. BioestimulaciónBioestimulación

14

Ranking de Ranking de accidentesaccidentes de de barcosbarcospetrolerospetroleros

Jernelov, A. The Threats from Oil Spills: Now, Then, and in the Future, AMBIO (2010) 39:353–366

35 Exxon Valdez 1989 Costa de Alaska 49 00015

CuálCuál fuefue el mayor el mayor derramederrame de depetróleopetróleo de la de la historiahistoria??

1.200.000 tn (Golfo Pérsico, 1991)16

Atlas & Hazen, Environ Sci Technol (2011) 45, 6709-6715

DerrameDerrame del Exxon Valdez del Exxon Valdez(1989)(1989)

Atlas & Bragg, Microbial Biotechnology (2009) 2, 213-221

BioremediaciBioremediación in situón in situ BBioestimulaciioestimulaciónón

18

BioremediaciBioremediación in situón in situ Exxon ValdezExxon Valdez

19

BioremediaciBioremediación in situón in situ Exxon ValdezExxon Valdez

La bioremediación no aumenta la extensión de la degradaciónLa bioremediación aumenta la cinética de degradación

20

Exxon Valdez 20 años despuésExxon Valdez 20 años después

La mayor parte de PAH fue eliminadoNo hay deficiencia de nutrientes

Atlas & Bragg, Microbial Biotechnology (2009) 2, 213–221

PAH no accesible

No hayposibilidad demásbioremediacion

21

ProcesosProcesos queque afectanafectan la la disponibilidaddisponibilidadde de materiamateria orgánicaorgánica en en suelossuelos

Andreoni & Gianfreda, Appl Microbiol Biotechnol (2007) 76:287–3022

Limitaciones de la bioremediaciLimitaciones de la bioremediaciónón

• recalcitrancia

• viscosidad (difusión)

• accesibilidad

• co-metabolismo

Gallego et al, Org Geochem 37: 1869- 1884

Prestige oil spill

23

CometabolismoCometabolismo comocomo estrategiaestrategiade de biorremediaciónbiorremediación

degrada 300compuestos

24

BiorremediaciónBiorremediación in situ: in situ:2. 2. AtenuaciónAtenuación natural natural

• Tecnología relativamente simple

• Puede ser llevada a cabo con mínima disrupción del sitio

• Suele requerir tiempos más prolongados que otros métodos

• Requiere un programa de monitoreo de larga duración La duración afecta el costo

• Si las velocidades de atenuación son muy lentas la pluma loscontaminantes pueden migrar

25

DerrameDerrame de de petróleopetróleo GolfoGolfo de deMéxico (2010)México (2010)

• Documentar las condiciones previas al impacto

• Monitoreo del movimiento del petróleo

• Monitoreo del daño en los recursos naturales

• Decisiones técnicas para contener el derrame26

Actividad científica en las primeras etapas

ActividadesActividades de de remediaciónremediación en el en elgolfogolfo de M de Méxicoéxico

27

UsoUso de de dispersantesdispersantes

636 millones litros de petróleo 5.000.000 litros dispersante!

OD ?Objetivo• Bajar la tensión superficialde la interfase agua-aceite• Formar microgotas quequeden suspendidas para labiodegradación de lasfracciones solubles liberadas

28

CorexitSolvente: 2-butoxiethanol (2-BE) o eter de petróleoDetergente: sulfonato orgánicoEstabilizante: propylene glicolOtros componentes (anticongelantess, etc)

CompromisoCompromiso en el en el usouso de dedispersantesdispersantes

OD ?

Schmidt, CW 2010 Environmental Health Perspectives 118, A339-A344

MonitoreoMonitoreo de la de la densidaddensidad yyactividadactividad microbianamicrobiana

Descenso en ODsugiere catabolizaciónde HC

Aumento endensidad celularen la pluma

Hazen et al., 2010 Science 330. 204-208 30

PhylogeneticPhylogenetic OligonucleotideOligonucleotideArraysArrays

• PhyloChip > 106 sondas de ARNr 16S

16S rRNA gen como marcador

16S rRNA gen es amplificado apartir del ADN metagenómico olas moléculas de 16S rRNA son

usadas directamente

El pool de amlicones se fragmenta(200-500 bp) y se marca con

biotina

PhyloChip teñido y lavado 16S hibrida con sus secuenciascomplementarias sobre la superficie

del chip

Scaneado del PhyloChip. Seanaliza la fluorescencia. Si da

positivo para >90% de las sondasse considera presencia

31

PhylogeneticPhylogenetic OligonucleotideOligonucleotideArraysArrays

Concepto de sondas múltiplesLo microorganismos pueden serdetectados con múltiples sondas conniveles de especificidad idénticos yjerárquicos

Se pueden hacer chips condistinto nivel de especificidadAjustando la especificidad de lassondas (e.g. SRP-phylochip, RHC-phylochip, Anaerochip, etc)

32

CambiosCambios en la en la composicicomposiciónón de de laslascomunidadescomunidades microbianasmicrobianas

16S rRNAphylochip

Phospholipids fattyacids (PLFA)

Hazen et al., 2010 Science 330. 204-208 33

ComposiciónComposición de de comunidadescomunidades en la en laplumapluma de de contaminacióncontaminación

Hazen et al., www.sciencexpress.org / 24 August 2010 / Page 1 / 10.1126/science.1195979

Bacterias psicrofílicas degradadoras de hidrocarburos y otrosorganismos no cultivados de ambientes fríos contaminados conhidrocarburos

34

Functional GeneFunctional GeneArrays (FGA)Arrays (FGA)

35

Functional Gene ArraysFunctional Gene Arrays((GeochipGeochip))

24253 - 50mer> 57000 genes>150 grupos funcionales

36

Functional Gene ArraysFunctional Gene Arrays((GeochipGeochip 3.0) 3.0)

28000 - 50mer57000 genes292 grupos funcionales

gyrB para análisis filogenético37

ClasificaciónClasificación funcionalfuncional de genes de genes

Hazen et al., www.sciencexpress.org / 24 August 2010 / Page 1 / 10.1126/science.1195979

4,000-5,000 genes funcionales detectados por muestra1652 genes involucrados en la degradación de hidrocarburos

38

ClasificaciónClasificación funcionalfuncional de genes de genes

Lu et al., 2011 Microbial gene functions enriched in the Deepwater Horizon deep-sea oil plume The ISME Journal 5, 1 – 10 39

El petróleo es el factor dominanteen la estructuración de lacomunidad funcional microbiana

Genes Genes parapara la la degradacióndegradaciónaeróbicaaeróbica de PAH de PAH

Lu et al., 2011 Microbial gene functions enriched in the Deepwater Horizon deep-sea oil plume The ISME Journal 5, 1 – 10 40

nah: naftaleno 1,2 dioxigenasa

Los genes que codifican para la degradación de PAH sonmás abundantes en la pluma, y algunos son únicos

Genes Genes parapara la la degradacióndegradaciónanaeróbicaanaeróbica de PAH de PAH

Lu et al., 2011 Microbial gene functions enriched in the Deepwater Horizon deep-sea oil plume The ISME Journal 5, 1 – 10 41

gen bbs: β-oxidation de benzylsuccinatopara la degradación anaeróbica de tolueno

Aunque hay oxígeno presente, también hay enriquecimientoen genes que codifican para la degradación anaeróbica

ConclusionesConclusiones de los de los análisisanálisismolecularesmoleculares

Hazen et al., www.sciencexpress.org / 24 August 2010 / Page 1 / 10.1126/science.1195979

• Existe una gran diversidad de poblaciones que degradanHC en la pluma a altas profundidades del ambiente marino

• Las comunidades microbianas están sujetas a una rápidaadaptación en respuesta a la contaminación

• Existe el potencial para la bioremediación intrínseca de lacontaminación de petróleo

42

2010: Derrame en el golfo de M2010: Derrame en el golfo de Méxicoéxico

Nature, Vol 466, 12 Aug 2010, p. 80243

Whole-Community RNAWhole-Community RNAAmpliAmplifification (WCRA)cation (WCRA)

Gao et al., Appl Environ Microbiol 53, 563–571 (2007)

Promotor de T7 RNA polimerasarandom hexam

BioventingBioventing

Proceso de airear suelos paraestimular actividad biológica insitu y promover biorremediación.

45

SistemaSistema típicotípico de de biorremediaciónbiorremediación de un de unacuíferoacuífero

pluma contaminada

Agua atratar

Pozo deinyección

Pozo de recu-peraciónNutrientes/

Oxígeno

46

BiorremediaciónBiorremediación in situ: in situ:3. Bioaumentación3. Bioaumentación

Frecuentemente fertilizantes(caros) para microorganismosya existentes.Pocas veces se analiza elresultado de la adiciónseparada de nutrientes (cfbioestimulación)

The reservoir contains up to a 30-daysupply of Bacta-Pur® beneficialbiotechnologies and nutrients. Thenutrients have been specially developedto allow rapid growth and to optimizenitrifier production. A dosing pumptransfers precise quantities ofbacterial/nutrient mixture to thebioreactor.

47

Bioremediación: Bioremediación: porpor quéqué los los resultadosresultados de delaboratoriolaboratorio tienentienen pocopoco usouso prácticopráctico??

?

48

LimitacionesLimitaciones a la a la funcionalidadfuncionalidad de deun un inoculanteinoculante

• Baja concentración del contaminante Incluye problemas de baja solubilidad o baja biodisponibilidad

• Presencia de compuestos inhibitorios

• Depredación Reducción de poblaciones activas

• Preferencia por otras fuentes de carbono

• Incapacidad de dispersión El microoganismo no llega al contaminante

49

LimitacionesLimitaciones fisiológicasfisiológicas yyregulatoriasregulatorias a la a la biorremediacibiorremediaciónón

• Falta de inducción del operón catabólico Falta de reconocimiento del efector regulatorio

• Falta de reconocimiento del sustrato Enzimas catabólicas en la bacteria

• Stress celular Por el mismo contaminante o el ambiente

• Caos metabólico por múltiples contaminantes Generación de intermediarios tóxicos o vías muertas

• Balance termodinámico del proceso de degradación Potencial redox y disponibilidad de aceptor de electrones

50

DesafíosDesafíos en la en la construcciónconstrucción de deGMB GMB parapara usouso en bioremediación en bioremediación

51

Problema Solución

E coli no es suficientemente robusta Usar bacterias ambientales

Resistencia a antibióticos comomarcador de selección

Marcadores no antibióticos y resistenciaextraíble

Funciones codificadas en plásmidos Integración estable en cromosoma

Expresión dependiente de inductoresquímicos

Expresión dependiente en inputambiental

Fuerte selección contra losgenes/circuitos implantados

Ortogonalización de la función

Aeromonas hydrophila

Pseudomonas aeruginosa

Reducción de quitina por PAO1

Reducción de quitina por AH-1N

Aeromonas hydrophilaPseudomonas aeruginosa

Reducción de quitina

Jagmann et al. Environmental Microbiology (2010) 12, 1787–1802

InhibiciónInhibición metabólicametabólica en co- en co-cultivocultivo

52

InhibiciónInhibición metabólicametabólica en co- en co-cultivocultivo

Jagmann et al. Environmental Microbiology (2010) 12, 1787–1802

Producción de acetatoCultivospurosAH-1N

Cultivos mixtos

Producción de piocianina

53

DiseñoDiseño de de cepascepas degradadorasdegradadoras de declorotoluenoclorotolueno

• Velocidad de flujos metabólicos• Producción de vías secundarias improductivas• Control fisiológico de vías degradativas

El El cuellocuello de de botellabotella en la en la biodegradaciónbiodegradaciónno no estáestá necesariamentenecesariamente en la en la enzimologíaenzimología

Haro & de Lorenzo 2001 Journal of Biotechnology 85, 103-113

CH3Cl

CH2OHCl

CHOCl

CH2OHCl

COOHCl

COOHCl

OHCl OH

OHOH

TCA

TOD dioxigenasa (de Pseudomonas putida F1)

TOL (pWW0 de P. putida mt-2)

vía orto cromosomalen el huésped

todC1C2BA

xylB xylC

PA142

JB2

• Integración estable• Funcional en la conversión de 2-Cl tolueno en 2 Cl benzoato• No crecen utilizando 2-Cl tolueno

54

UsoUso de microarrays de microarrays parapara evaluarevaluar los lospatronespatrones de de expresiónexpresión en en P P putidaputida

55

RespuestaRespuesta funcionalfuncional de P. de P. putidaputida KT2440 KT2440a a toluenotolueno, , o-xylenoo-xyleno yy 3-MB 3-MB

Domínguez-Cuevas P et al. J. Biol. Chem. 2006; 281:11981-11991

3 MB: 3-metil benzoato: sustratoo-xyleno: análogo no digerible

56

Los Los contaminantescontaminantes son son tomadostomados comocomofuentesfuentes de stress, de stress, másmás queque de de nutrientesnutrientes

Domínguez-Cuevas P et al. J. Biol. Chem. 2006; 281:11981-11991

ConsecuenciaEn ambientesheterogéneos losmicroorganismosmigran haciaregiones conmenoresconcentraciones decontaminantes

57

La maquinariatranscripcional es

reasignada a tolerarstress

Sólo una pequeñafracción se redirige a la

degradación delcompuesto orgánico

Los Los compuestoscompuestos orgánicosorgánicoshalogenadoshalogenados

• Solventes

• Agentes desengrasantes

• Pesticidas

• Productos farmacéuticos

• Plastificantes

• Fluídos hidráulicos y de transferencia térmica

• Intermediarios de síntesis químicas,

58

DeclorinaciónDeclorinación reductivareductiva anaeróbicaanaeróbica

Se requiere carbono y una fuente de energía (dador de electrones)La fermentation de compuestos orgánicos produce H2, que actua como dadorde electrones

PCE, TCE, DCE y VC actúan como aceptores de electrones

tetracloroeteno tricloroeteno cis-dicloroeteno cloruro de vinilo eteno

TCE Reductase VC reductase

DehalobacterDesulfuromonas

59

DeclorinaciónDeclorinación a a etenoeteno vsvs presenciapresenciade de DehalococcoidesDehalococcoides

ausente

ausenteausente

Hendrickson et al., 2002 Appl Environ Microbiol 68, 485–495 60

SecuenciasSecuencias similaressimilares, , peropero no noidénticasidénticas

Hendrickson et al., 2002 Appl Environ Microbiol 68, 485–495 61

DegradaciónDegradación de TCE en de TCE enmicrocosmosmicrocosmos

Major et al., Environ Sci Technol 2002, 36:5106-5116

cDCETCE

metanol lactato

KB-1 KB-1

VC eteno eteno

cDCETCE

VCTCE

62

Major et al., Environ Sci Technol 2002, 36:5106-5116

DegradaciónDegradación de TCE en de TCE enmicrocosmosmicrocosmos

etenoTCE

VC

cDCE

d=+1

d=+73

d=-1

Las secuencias deDehalococcoides aumentanprogresivamente enabundancia y se desplazandentro del área de tratamiento

63

LiberaciónLiberación lentalenta de de hidrógenohidrógeno

64

BiorremediaciónBiorremediación in situ: in situ:4. 4. FitoremediaciónFitoremediación

65

El uso de plantas para extraer, secuestrar o detoxificarcontaminantes

OrgánicosPAH, halogenados, nitroaromáticos

ElementalesMetales pesados, radionucleidos

i) Extracción y traslocación atejidos vegetales

ii) Secuestro en raícesiii) Conversión en especies menos

tóxicas

LimitacionesLimitaciones de la de la fitoremediaciónfitoremediación

66

i) El tiempo necesario para obtener efectos aceptables

ii) La profundidad limitada de las raíces

iii) El crecimiento lento de las plantas

iv) La sensibilidad a algunos contaminantes

v) El problema de ser parte de la cadena alimentaria

vi) La dependencia del cambio en las condiciones climáticas

RizoremediaciónRizoremediación: : ContribuciónContribución de demicroorganismosmicroorganismos en la rizosfera a la en la rizosfera a la

degradacióndegradación de de contaminantescontaminantes

67

Criterios de selección1.Capacidad de crecer rápidamente en un medio simple2.Capacidad estable de degradar naftaleno3.Capacidad de colonizar eficientemente la raíz

Kuiper et al.2001 MPMI 14, 1197-1205

La rizosfera La rizosfera controla controla la la degradación degradación dedelos los contaminantes orgánicoscontaminantes orgánicos

68

CuálCuál eses el el efectoefecto de los de los exudadosexudados sobresobre la laactividadactividad??

69Kamath et al., 2004 Environ Sci Technol 38, 1740-1745

Pseudomonas fluorescens HK44

fusión nahG-lux

El extracto de raízinhibe la expresiónde nahG

CuálCuál eses el el efectoefecto de los de los exudadosexudados sobresobre la laactividadactividad??

70Kamath et al., 2004 Environ Sci Technol 38, 1740-1745

La proliferación de genotiposcompetentes compensa lainterferencia en la expresión denahG

Degradación de naftaleno

Bioluminiscencia total

Crecimiento de biomasa

Bioluminiscencia específica

CuálCuál eses el el efectoefecto de los de los exudadosexudados sobresobre la ladiversidaddiversidad??

71Cebron et al., 2011 Environmental Microbiology 13, 722–736

% desap (12d) 68 68

CuálCuál eses el el efectoefecto de los de los exudadosexudados sobresobre la ladiversidaddiversidad??

72Cebron et al., 2011 Environmental Microbiology 13, 722–736

El agregado de exudado favorece el aumento ladiversidad de la población de degradadoras y elaumento del número de bacterias conteniendogenes de la dioxigenasa PAH-RHD

Los exudados modifican las poblaciones debacterias degradadoras de naftaleno. Dosensambles diferentes pueden tener eficienciasde degradación similares.

Bioremediación Bioremediación ex situ:ex situ:1. 1. LandfarmingLandfarming

1. Impermeabilización

2. Excavado

3. Remoción de piedras

4. Aplicación (<1.5m)

5. Fertilización

6. Arado (oxigenación)73

Ventajas

Bioremediación ex situ:Bioremediación ex situ:1. Landfarming1. Landfarming

• Simple para diseñar y operar

• Tiempos de tratamiento relativamente cortos (6-24 meses)

Desventajas• Requerimiento de grandes áreas

• Liberación de compuestos volátiles

• Necesidad de impermeabilización

• Vulnerabilidad a metales pesados

• Degradación incompleta74

Bioremediación ex situ:Bioremediación ex situ:1. Landfarming1. Landfarming

http://www.opds.gba.gov.ar/index.php/leyes/ver/148

Bioremediación Bioremediación ex situ:ex situ:1. 1. LandfarmingLandfarming

Bioremediación Bioremediación ex situ:ex situ:2. Soil piling2. Soil piling

Bioremediación Bioremediación ex situ:ex situ:2. Soil piling2. Soil piling

78

Ventajas

Bioremediación ex situ:Bioremediación ex situ:2. Biopilas2. Biopilas

• Relativamente simple para diseñar y operar

• Tiempos de tratamiento relativamente cortos (6-24 m)

• La biodegradación es efectiva para un amplio rango decontaminantesDesventajas• Requerimiento de grandes áreas (menos que landfarming)

• Liberación de compuestos volátiles

• Vulnerabilidad a metales pesados

• Los suelos con baja permeabilidad son dificiles de airear79

Agregado de mat. voluminoso 30%

Agregado de nutrientes

Agregado de materia orgánica

Temp: 55 oC

Bioremediación ex situ:Bioremediación ex situ:3. Compostaje3. Compostaje

80

Ancho: 3-4 m

Altura : 1-1.5 m (minimo)

Aireación : mezcla (1/d - 1/mes)

Humedad: 40-60%

Grande para retener el calorLímite para obtener buena oxigenación

Buena actividad vs buena oxigenación

Bioremediación Bioremediación ex situ:ex situ:3. 3. CompostajeCompostaje

• Fase latente (Temp ambiente)colonización y aclimatación)

• Fase crecimiento (20°C-40°C) altas tasas de respiración, aumento

de temperatura

• Fase termofílica (40°C-60°C)se alcanza el pico de temperatura

• Fase mesofílica (40°C-temp amb) Segunda fase mesofílica (más

lenta). Transformación de materia orgánica en compuestos húmicos, nitrificación

Bioremediación ex situ:Bioremediación ex situ:3. Compostaje3. Compostaje

82

• Tratamiento de lixiviado

• Sujeto a regulación ambiental

• Presencia de metales pesados

• Producción de olores

• Relativamente grandes necesidades de espacio

• Operación y monitoreo continuo

COMPOCHIPCOMPOCHIP

Danon et al. 2008 FEMS Microbiology Ecology 65, 133–14483

84

85

86

87

Bioremediación ex situ:Bioremediación ex situ:4. Bioreactor (slurry phase)4. Bioreactor (slurry phase)

Salida delíquido

Suelo a secar

Control detemperatura

AgitadorVapor

Entrada de aire

Nutrientes

Suelocontaminado

Líquidocontaminado

88

Ventajas

Bioremediación ex situ:Bioremediación ex situ:4. Bioslurry4. Bioslurry

• Relativamente rápido (semanas a 6 meses)

• Técnicamente simple y efectivo

• Mayor control de variables operativas (pH, temperatura,oxígeno, nutrientes, etc)

Desventajas• Vulnerabilidad a metales pesados

• La deshidratación del sólido tratado puede ser dificil

• Se debe disponer el agua no reciclada

• Mayor costo89

Tiempos de biorremediaciónTiempos de biorremediación

• La remediación in situ depende de laextensión, profundidad y concentración de lacontaminación. Varía entre 1-6 años

• La remediación ex situ utilizada paracontaminantes fácilmente biodegradables ocuando se usan bioreactores puede llevarsólo 1-7 meses

90

VentajasVentajas yy desventajasdesventajas de la de labiorremediaciónbiorremediación

• Menor costo queopciones alternativas

• En muchos casos noproduce residuossecundarios

+• Pozos de inyección setapan• Problemas de “bio-disponibilidad”• Difícil de implementaren matrices de bajapermeabilidad• Requiere monitoreo ymantenimiento continuo

91

• Aspectos regulatorios y reportes independientesde estudios controlados

• Bioremediación de compuestos recalcitrantes enambientes complejos

• Predicciones basadas en modelos cinéticostradicionales no funcionan

• Cómo saber que está funcionando?

• Cuán limpio es limpio?

TemasTemas importantesimportantes en enbiorremediaciónbiorremediación

92

CómoCómo mejorarmejorar la bioremediación? la bioremediación?

Ramos et al., Trends in Biotechnology (2011) doi:10.1016/j.tibtech.2011.06.007

93

IntegraciónIntegración de microarrays en de microarrays enbiorremediaciónbiorremediación

Wagner et al., Microbial Ecology 53, 498–506 (2007)94

Temas críticos• Especificidad• Sensibilidad• Cuantificación