Hidrocarburos

Biodegradación y biorremediación de Contaminantes Orgánicos

Jesús Bernardino Velázquez Fernández , Abril Bernardette Martínez- Rizo,

Maricela Ramírez Sandoval y Delia Domínguez- Ojeda

Información adicional está disponible al final del capítulo

http://dx.doi.org/10.5772/46845

1 . Introducción

Los pesticidas pueden ser usados para controlar o gestionar las poblaciones de plagas a un nivel tolerable. El sufijo " - cida " significa literalmente " matar " , por lo tanto , el término pesticida se refiere a una sustancia química que mata plagas . Es incorrecto asumir que el término plaguicida se refiere únicamente a los insecticidas. Los pesticidas incluyen muchos tipos diferentes de productos con diferentes funciones o diana ( Tabla 1 ) . La designación de plaguicidas se forma combinando el nombre de la plaga ( por ejemplo , insectos o ácaros ) con el sufijo " - cida " ( 1 ) . Los pesticidas pueden ser clasificadas de acuerdo a su toxicidad , grupo químico , persistencia en el ambiente , organismo objetivo , o de otras características . De acuerdo con el Convenio de Estocolmo sobre contaminantes orgánicos persistentes, 9 de los 12 productos químicos orgánicos persistentes son plaguicidas . Clases de pesticidas orgánicos ( que consiste en moléculas orgánicas ) incluyen organoclorados , organofosforados , organometálico , piretroides , carbamatos y entre otros ( 2 , 3 ) . La mayoría de los pesticidas causan efectos adversos al llegar a los organismos. La intensidad del efecto tóxico varía con el tiempo , dosis , características organismo , la presencia del medio ambiente o las características de plaguicidas . Su presencia en el medio ambiente determina la dosis y el momento en el que un organismo está expuesto y podría representar un peligro para la vida en todo el mundo debido a su movilidad . Por lo tanto , la persistencia en el ambiente conduce a un riesgo de por vida: la más persistente plaguicida , peor será su impacto ambiental. Pesticida persistencia en el medio ambiente está causada por cualquiera de sus propiedades físico - químicas o la falta de organismos capaces de degradar ellos . Luz, el calor o la humedad pueden provocar la pérdida de algunos pesticidas , ya sea volatilización o degradación ( 4 ) . En contraste , la degradación causada por microorganismos ( biodegradación ) podría ayudar a disminuir considerablemente la persistencia de los pesticidas en el ambiente . Esta información podría ser utilizada para mejorar la eliminación de efectos indeseables de contaminantes mediante el uso de organismos; este enfoque ha sido llamado biorremediación . La capacidad de los organismos para biorremediar pesticidas se basa principalmente en su actividad de biodegradación . Aunque biorremediación se ha conseguido en primer lugar, el uso de microorganismos (bacterias u hongos ) , otros organismos como plantas o algas se pueden utilizar . El objetivo del presente trabajo es revisar las características metabólicas que hacen organismos útiles para la biorremediación .

Pesticidas - Tendencias recientes en residuos de plaguicidas Ensayo 254

2 . Descripción general

En este punto , vale la pena mencionar que no existe una convención de algunas palabras utilizadas en la biodegradación. A continuación , proponemos algunas palabras para mejorar las estrategias de biorremediación de comunicación y entendimiento. Aunque la discusión de palabras apropiadas está más allá de fin de este trabajo , creemos que antes de continuar es importante establecer algunos conceptos . " Biorremediación " se refiere a cualquier estrategia para eliminar los efectos indeseables de contaminantes de medio ambiente. Sería deseable eliminar contaminantes , pero esto no siempre es posible , sin embargo, algunos organismos podrían limitar o inmovilizarlos . Por ejemplo , los organismos pueden acumular contaminantes , y reducir su presencia y su efecto ambiental , pero no eliminarlas del medio ambiente. Tal estrategia , que se utiliza en realidad ( v.gr. fitoextracción ( 5 ) ) debe ser incluido en el concepto de " biorremediación " .

Los organismos capaces de biorremediar serían llamados bioremediadores .

Plaguicidas

objetivo

alguicidas

Algas

Avicidas

Aves

Bactericidas

Bacterias

Hongos

Fungicidas

Insecticidas

Insectos

acaricidas o acaricidas

ácaros Molusquicidas

Caracoles

Nematicidas nematodos Rodenticidas Roedores virucidas virus

Tabla 1. Clasificación de los plaguicidas según su destino.

Tradicionalmente, la biorremediación se ha logrado mediante el uso de microorganismos. Sin embargo, el hecho de que en las últimas décadas, varios informes sobre biorremediación utilizando plantas, hongos, algas o enzimas (obtenidos a partir de organismos) ha ampliado el alcance de la biorremediación. Palabras como fitorremediación o rhizoremediation se han utilizado (5, 6), y tal vez sería necesario nombrar correctamente cada estrategia de biorremediación con respecto al organismo utilizado (Tabla 2).

Biodegradación y biorremediación de pesticidas orgánicos 255

Bioremediator organismo

Estrategia

Microbioremediation

microorganismos o bacterias Biorremediación

biorremediación

Hongos mycoremediation

Plantas fitorremediación rizosfera Rhizoremediation Biomoléculas Phycoremediation algas bacterianas derivadas de organismos biorremediación Derivado

Tabla 2 . Clasificación de las estrategias de biorremediación de acuerdo con el organismo en cuestión. Los conceptos de biodegradación y biotransformación se solapan ampliamente , de modo que , son sinónimos en apariencia . La biodegradación implica las reacciones biológicas que modifican la estructura química del compuesto , así, esto implica un descenso de la toxicidad . En contraste , la biotransformación reduce la concentración de contaminantes por la modificación o la translocación . Por lo tanto , la biotransformación podría terminar la disminución o el aumento de los efectos indeseables . Su diferencia es evidente en el caso de los contaminantes translocación biodegradación cuando no se está produciendo , pero hace biotransformación . Biotransformación concepto ha sido desarrollado para sistemas de desintoxicación biológicos ( 7 ) y es un concepto clave en las estrategias de biorremediación , ya que ambos están destinados a eliminar los efectos indeseables de contaminantes para los organismos . A lo largo del texto, la palabra " biodegradador " se utilizará para el organismo capaz de biodegradarse un determinado compuesto . " Mineralización

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