Biorremediaciónde agroquimicos

Se llama plaguicidas al nombre genérico que recibe cualquier sustancia o mezcla de sustancias que se utilizan para controlar plagas que atacan los cultivos o insectos que son vectores de enfermedades

El uso excesivo de agroquímicos, así como el inadecuado manejo ha sido un problema generalizado en los países que se dedican a la producción agropecuaria. Algunos plaguicidas empleados, se han prohibido con el pasar de los años por conocimiento de su toxicidad.

Según su composición química y su finalidad se clasifican en:

Insecticidas (organoclorados,organofosforados, piretroides y carbamatos)

Herbicidas (dinitrofenoles y triazinas y glifosato )

Fungicidas (fenoles y compuestos de cobre y azufre)

Agroquímicos y contaminantes

Estas sustancias son compuestos químicos tóxicos y por su aplicación en tierras de cultivo, evidentemente son compuestos que se encuentran como contaminantes de grandes extensiones de superficie.

Los compuesto contaminantes, se clasifican en dos tipos:● No degradables: Aquellos materiales que no se descomponen o que lo

hacen muy lentamente en el medio natural. Por ejemplo, latas de aluminio, detergentes, plasticos, etc.

● Biodegradables: Son aquellos para los que existen mecanismos de tratamiento natural . La naturaleza por si misma los descompone, los recicla o los dispersa.

Fertilizantes

Son sustancias que contienen elementos o compuestos químicos nutritivos para los vegetales, en forma tal que pueden ser absorbidos por las plantas. Se los utiliza para aumentar la producción, reponer y evitar deficiencias de nutrientes y propender al mejoramiento sanitario de las plantas.La contaminación por fertilizantes se produce cuando éstos se utilizan en mayor cantidad de la que pueden absorber los cultivos, o cuando se eliminan por acción del agua o del viento de la superficie del suelo antes de que puedan ser absorbidos

BIODEGRADACIÓN, se refiere al proceso natural mediante el cual bacterias u otros microorganismos alteran y convierten moléculas orgánicas en otras sustancias, como ácidos grasos y CO2.

BIORREMEDIACIÓN, se refiere a la adición de materiales a ambientes contaminados para producir una aceleración del proceso natural de biodegradación.

Estas degradaciones o cambios ocurren usualmente en la naturaleza , sin embargo la velocidad de tales cambios es baja. Mediante una adecuada manipulación, sistemas biológicos pueden ser optimizados para aumentar la velocidad de cambio o degradación y así usarlos en sitios con una elevada concentración de contaminantes

Ventajas DesventajasSolo origina cambios físicos menores en el medio

No es efectivo para algunos contaminantes

Útil para retirar algunos compuestos tóxicos del petróleo

Difícil aplicación en el mar

Es más simple y completa que las tecnologías mecánicas

El tiempo necesario para actuación es largo

Es menos costosa que otras tecnologías Su implementación es específica para cada lugar contaminado

Se requiere un mínimo o ningún tratamiento posterior

No pueden emplearse si el tipo de suelo no favorece el crecimiento microbiano

Tipos de biorremediación

Los procesos de biorremediación pueden ser de tres tipos:

Degradación enzimática

Remediación microbiana

Fitorremediación

Degradación enzimáticaConsiste en el empleo de enzimas en el sitio contaminado con el fin de degradar las sustancias nocivas. Dichas enzimas son previamente producidas en bacterias transformadas genéticamente

Remediación microbiana

En este tipo de remediación se usan microorganismos directamente en el foco de la contaminación. Los microorganismos utilizados en biorremediación pueden ser los ya existentes (autóctonos), en el sitio contaminado o pueden provenir de otros ecosistemas, en cuyo caso deben ser agregados o inoculados.La gran diversidad de microorganismos existentes ofrece muchos recursos para limpiar el medio ambiente y, en la actualidad, esta área está siendo objeto de intensa investigación.

Fitorremediación

La fitorremediación es el uso de plantas para limpiar ambientes contaminados. Aunque se encuentra en desarrollo, constituye una estrategia muy interesante, debido a la capacidad que tienen algunas especies vegetales de absorber, acumular y/o tolerar altas concentraciones de contaminantes como metales pesados, compuestos orgánicos y radioactivos.

GlifosatoEl glifosato es un herbicida no selectivo de amplio espectro, desarrollado para eliminación de hierbas y de arbustos, en especial los perennes. Es un herbicida total. Se puede aplicar a las hojas, inyectarse a troncos y tallos, o asperjarse a tocones como herbicida forestal.

Vale aclarar que el glifosato es el herbicida más usado en el mundo

Algunos estudios..

En diciembre de 2008, la revista científica Investigación Química en Toxicología (Chemical Research in Toxicology) publicó un nuevo estudio, en el que constató que el Roundup es letal para las células humanas. Según el trabajo, dosis muy por debajo de las recomendadas para su utilización provocan la muerte celular en pocas horas. “Aun en dosis diluidas mil veces, los herbicidas Roundup (cuyo principio activo es el glifosato) estimulan la muerte de las células de embriones humanos, lo que podría provocar malformaciones, abortos, problemas hormonales, genitales o de reproducción, además de distintos tipos de cánceres”

En el suelo, el glifosato es:

● Fuertemente adsorbido por los minerales de arcillas y materia orgánica

● Degradado por microorganismos (principalmente bacterias) edáficos en dependencia del tipo de suelo, concentración de nutrientes, pH, temperatura y humedad.○ Estos lo utilizan como fuente de carbono, nitrógeno y fósforo.

PERDURABILIDAD DEL COMPUESTO

Distintas investigaciones aseguran que, en diversos cultivos:

● Se utilizan aplicaciones muy seguidas entre cada una de este herbicida● Esto no permite que se degrade en su totalidad la aplicación anterior. ● Provocando una mineralización del 23 % del glifosato a los 106 días de

experimentación.● Según investigaciones, realizan dos aplicaciones de este herbicida por cada

ciclo productivo.

En la Universidad Nacional de Colombia

En una investigación en cultivos de Arroz..

Se aislaron cinco géneros bacterianos que utilizaron el glifosato como única fuente de carbono, predominando Pseudomonas spp. con un 42, 9 %.

Estos resultados concuerdan con varios estudios reportados a nivel mundial, los cuales han encontrado degradación del glifosato y de otros compuestos organofosfonatos por diferentes microorganismos del suelo, principalmente por varias especies del género Pseudomonas spp.

Limitaciones de la bacterias

Si bien está concretamente documentado que las bacterias del suelo degradan el glifosato, esta capacidad se puede ver limitada por:

● La baja permeabilidad de la célula bacteriana al glifosato● Niveles de pH● Mecanismos de absorción ● Disponibilidad de fósforo inorgánico.

Otro ejemplo..

La capacidad degradadora de los microorganismos del suelo fue la encontrada por Shushkova et al. (2009), utilizando la bacteria Ochrobactum anthropi GPK3, la cual redujo la concentración de glifosato en un 25,4%, en un suelo con un contenido del 1 % de carbono orgánico y 39 % de arcilla.

Biorremediación microbiana del DDT

Hace unos años, este insecticida era utilizado masivamente.. Sin embargo, las intoxicaciones de rociadores y rociados, contaminación del ambiente y productos alimenticios, casos de mutagenicidad y capacidad para inducir cáncer, alteraciones del sistema inmunológico y trastornos hematológicos, han sido la causa para que grandes organizaciones ataquen el uso masivo de los insecticidas en la agricultura y la salud pública.

¿Qué es el DDT?

● Compuesto orgánico clorado altamente resistente a la degradación por medios biológicos, químicos o fotolíticos.○ Su estructura molecular presenta configuraciones aromáticas y

alifáticas cloradas que generan gran estabilidad química, característica que lo hace tóxico, persistente y contaminante

○ Presenta un largo período de vida medio en el ambiente, incluso una vez asimilado por los organismos, el DDT y sus metabolitos permanecen en el cuerpo y son transferidos a sus predadores cuando se alimentan.

Su biorremediaciónLa degradación microbiana de este insecticida se ha observado bajo condiciones aerobias y anaerobias: ● En la degradación aerobia se han reportado diversos tipos de bacterias,

entre la mas reconocida para nosotros, la Pseudomonas sp. Este proceso ocurre mediante escisión del anillo en posición meta, produciendo ácido clorobenzoico.

● Bajo condiciones anaerobias, el DDT se convierte en diclorodifenildicloroetano (DDD) mediante una reacción de decloración reductiva. Hay investigaciones que apoyan la degradación de este compuesto por Staphylococcus haemolyticus en porcentajes de hasta 32%, así como también existen registros de reacciones de decloración reductiva en sedimentos de ríos con altas cargas de materia orgánica.