BIODEGRADACION DE CONTAMINANTES MARINOS: PETROLEO EN AMBIENTES MARINOS

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- FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA

(Máximo 2500 palabras)

- HIDROCARBUROS DE PETRÓLEO

- COMPOSICIÓN QUÍMICA

El petróleo crudo es un líquido natural compuesto por una variedad de sustancias orgánicas, en especial hidrocarburos, además de algunos compuestos orgánicos e inorgánicos; generalmente su color es negro o marrón oscuro y se clasifica en la mayoría de los casos según sus grados API o contenido de azufre. Puede considerarse petróleo crudo ligero o pesado según su densidad y/o dulce o amargo según el contenido de azufre presente en este.

El crudo se clasifica en cuatro fracciones amplias: Saturados (Alifáticos), Aromáticos (hidrocarburos anillados), Resinas y Asfáltenos. Los saturados se definen como hidrocarburos sin doble enlace y representan el porcentaje de componentes de petróleo crudo. Resinas y asfáltenos tienen estructuras de carbono muy complejas y en su mayoría desconocidas con de muchos átomos de nitrógeno, azufre y oxígeno. Cada componente tiene un comportamiento químico único que afecta su biodegradabilidad.[1]

Investigaciones indican que los hidrocarburos de bajo peso molecular son más solubles en agua que aquellos con grandes pesos moleculares. La biodegradabilidad de los hidrocarburos puede clasificarse como: alcanos lineales > alcanos ramificados > compuestos aromáticos de alquilo de bajo peso molecular > monoaromáticos > alcanos cíclicos > poliaromáticos >> asfáltenos Los alcanos cíclicos representan un componente del petróleo crudo que es resistente al ataque microbiano mientras que los hidrocarburos aromáticos son menos biodegradables que los hidrocarburos saturados [2]

Algunos de los aspectos a tener en cuenta en los contaminantes son:

- Constitución química

- Estado físico

- Solubilidad en el agua

- Volatilidad

- Biodegradabilidad

- Concentración

- Viscosidad

- TOXICIDAD DE HIDROCARBUROS DE PETRÓLEO

Los contaminantes de hidrocarburos son uno de los contaminantes orgánicos persistentes. Debido a su bio-magnificación causan daño permanente a los ecosistemas. Muchos constituyentes de crudo de petróleo son recalcitrantes y altamente tóxicos debido a la presencia de componentes hemotóxicos, carcinógenos y teratogénicos tales como BTEX y PAHs. La mortalidad por necrosis aguda, hipotermia, sofocación, ahogamiento y la ingestión de compuestos tóxicos durante alguno de los impactos a corto plazo. Compuestos orgánicos volátiles (COV) de petróleo crudo son extremadamente dañinos para los seres humanos. El componente de crudo específicamente HAPs tiene potencial para inducir tumores malignos que afectan principalmente a la piel y otros tejidos epiteliales.[3]

- MICRORGANISMOS PRESENTES EN EL PROCESO DE BIODEGRADACIÓN

- MICRORGANISMOS CON CAPACIDAD DEGRADANTES

Los organismos descomponedores encargados de degradar los materiales orgánicos en la naturaleza son bacterias y hongos, principalmente. Las bacterias son organismos procariotas, de menor tamaño que los eucariotas (como los hongos), por lo que tienen mayor superficie de contacto con el medio, lo que las hace más fáciles de desarrollar en medios pobres en nutrientes ya que ofrece mayor contacto con los sustratos, pero también más sensibles a las variaciones del medio y a los tóxicos presentes. Igualmente, las bacterias son más rápidas en detectar una nueva sustancia que puede resultar nutritiva.

Dentro de las microrganismos que cuentan con características de degradación se encuentran Thermoanaerobacter, Thermococcus, Desulfothiovibrio, Aminobacterium, Acidaminococcus, Pseudomonas, Halomonas, Acinetobacter, Sphingomonas, Methylobacterium y Desulfomicrobium. Se ha determinado que la bacteria Rhodococcus logra degradar hasta un 50% de la fracción alifática del aceite crudo en una prueba de laboratorio con características de ambiente marino. Además, algunas especies de hongos incluyendo Aspergillus, Mucor, Geotrichum, Gliocladium, Fusarium, y Penicilium, Acremonium, Aspergillus, Aureobasidium, Verticillium, Aureobasidium, Candida, Rhodotorula son también microorganismos capaces de la degradación del petróleo [4]

Algunos microorganismos tienen capacidad para degradar alifáticos, algunos pueden degradar monoaromáticos o poliaromáticos, mientras que otros degradar las resinas. Contaminantes de hidrocarburos de petróleo degradantes microorganismos y el tipo de hidrocarburo degradado por ellos los géneros Achromobacter, Arthrobacter, Azoarcus, Brevibacterium, Cellulomonas, Corynebacteriue entre otros. [5]

- DISTRIBUCIÓN DE MICROORGANISMOS DEGRADANTES DE HIDROCARBUROS DE PETRÓLEO Y TÉCNICAS DE MEDICIÓN

Existe una amplia distribución en el medio de microrganismos capaces de metabolizar hidrocarburos de petróleo al igual que técnicas para su cuantificación y reconocimiento ya sea basada en procesos metabólicos o fisiológicos. El análisis de distribución de estos microorganismos es importante ya que es posible obtener nuevos resultados o datos que ayuden a identificar microrganismos nativos que puedan degradar fácilmente estos compuestos. En la distribución y medición de microrganismos se debe tener en cuenta factores como:[6]

- Técnicas moleculares: Utilizadas para el estudio de la diversidad microbiana de depósitos de petróleo, puede incluir análisis de secuencia de genes de ARNr 16S, polimorfismos de longitud de fragmento de restricción, sonda de genoma de muestreo inverso, electroforesis en gel de gradiente desnaturalizante entre otras.

- Organismos genéticamente modificados: Técnica basada en la modificación de organismos para generar mayor potencial para la biorremediación a partir de herramientas específicas avanzadas de laboratorio. Los organismos genéticamente modificados tendrán el material necesario para sobrevivir en ambientes externos teniendo en cuenta los aspectos de bioseguridad y riesgos ambientales al ser liberador.

- Sitios de Pureza natural vs Contaminados: Tanto en sitios prístinos como contaminación se presenta diversidad microbiana degradante de hidrocarburos. Sin embargo en zonas contaminadas estos microrganismos presentan mayor abundancia