RECICLADO DE METALES, INTERRELACIÓN ENTRE CICLOS DE DIFERENTES ELEMENTOS

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El uso secuencial de aceptores de electrones durante la oxidación de sustratos orgánicos. Los microorganismos de una comunidad utilizan el aceptor específico genéticamente dotado para una producción máxima de energía a partir del sustrato disponible. Cada aceptor de electrones se utiliza a diferentes potenciales redox, como lo muestra la siguiente imagen.

[pic 2]Figura 11.20. Página 446. Capítulo 11. Libro Ecología microbiana y microbiología ambiental. 4ta edición.

Regulación metabólica dentro de la población individual y resultado de la competencia inevitable entre poblaciones con diferentes capacidades metabólicas.

Los microorganismos anaerobios facultativos interrumpen las rutas de fermentación o de reducción desasimilatoria de nitrato, de menor eficacia energética, en presencia de oxígeno.

En ausencia de oxígeno, de Fe+3 y de Mn+2, el NO-3 es el aceptor de electrones más oxidante. A partir de un sustrato igualmente utilizable por los reductores de nitrato y de sulfato, son los reductores de nitrato los que obtienen una mayor producción de energía, obtiene una mayor producción de biomasa por unidad de sustrato utilizado y compiten con ventaja con los reductores de sulfato, ya que presentan un umbral menor para el carbono.

El nitrato y el hierro, normalmente escaso en sedimentos acuáticos, desaparecen del medio rápidamente, y el sulfato es el aceptor de electrones más oxidado.

Cuando los metanógenos compiten por un sustrato común (H2), son menos eficaces y presentan un umbral mayor para la absorción de hidrógeno que los reductores del sulfato.

Los metanógenos son menos eficaces competitivamente que los reductores de sulfato mientras no se haya reducido todo o la mayor parte del sulfato.

La concentración de sulfato es baja en los sedimentos de agua dulce, pero en los sedimentos marinos abunda el sulfato, lo que quiere decir que el proceso es mucho más lento.

La transferencia interespecifica del hidrógeno es conocida como una relación sintrófica. Los hidrogenógenos, es decir, microorganismos fermentadores que producen hidrógeno, se encuentran en desventaja termodinámica si el hidrógeno se acumula. Viven sintróficamente con los hidrogenotrofos, es decir, consumidores de hidrógeno, como los reductores de sulfato, los metanógenos y los acetógenos.

La relación sintrófica permite el proceso de fermentación y también proporciona hidrógeno a los reductores de sulfato o a los metanógenos para la reducción del SO4-2 o del CO2, respectivamente.

Medidas realizadas recientemente en fangos anóxicos de aguas residuales y en sedimentos de Lagos han demostrado que la mayor parte de la metanogénesis dependiente de H2- en estos ecosistemas se produce mediante transferencia interespecifica del hidrógeno, más que por la utilización del hidrógeno, disuelto en agua.

Se ha demostrado que la transferencia interespecifica de hidrógeno puede ser competitiva más que sintrófica, y se ha confirmado la ventaja competitiva de los reductores de sulfato sobre los metanógenos cuando hay sulfato en el medio.

En algunos sedimentos de aguas continentales como n concentraciones de sulfato muy bajas, el número y la actividad potencial de los reductores de sulfato permanecen elevados.

Los sulfurógenos tienen un rango de sustratos orgánicos más amplio que los metanógenos, y además pueden absorber hidrógeno a un umbral de concentración menor que sus competidores. En ausencia de sulfato los sulfurógenos pueden pasar a los metanógenos electrones adquiridos de los sustratos orgánicos o del hidrógeno. Los metanógenos los utilizan para reducir CO2 (metanogénesis).

2.3 HISTORIA Y CONSECUENCIAS DE LA METILACIÓN DEL MERCURIO.

El mercurio metálico se usa mucho en la industria eléctrica, en la fabricación de instrumentos, en procesos electrolíticos y en la catálisis química. Las sales de mercurio y los compuestos de fenilmercurio tienen una alta actividad antimicrobiana y se emplea como fungicidas, desinfectantes y conservantes. La producción de mercurio a escala mundial y de su uso es de alrededor de 10 mil toneladas anuales. Sólo una pequeña parte de estas 10 mil toneladas es procedente del reciclado de este elemento y se estima que la quema de combustibles fósiles libera otras tres mil toneladas. El aporte natural generado por la meteorización de rocas es sólo una pequeña parte de la cantidad total aportada por la actividad humana (National reserch council 1878). Los procesos de metilación causan un aumento de toxicidad y la biomaginifación de dichos elementos. Las interacciones microbianas con elementos como el mercurio movilizan y potencian su toxicidad ambiental. (Summers y Silver 1978)

Aunque las sales de mercurio y compuestos de fenilmercurio son muy tóxicos, se excretan eficazmente, las posibilidades de que se genere una contaminación ambiental son muy alta y por la razón de que se pueden excretar fácilmente, se omiten sus verdaderos alcances. Casos como lo descrito se han originado en la costa de Japón, país caracterizado por ser un país con mucha contaminación por la industria. En la bahía de Minamata, una población que vive de la pesca en ese sector, se vio altamente afectada por el vertimiento de compuestos de mercurio, entre ellos el metilmercurio causó en los habitantes de la bahía una enfermedad que se conoce ahora como la enfermedad de Minamata, que tiene síntomas graves en la alteración del sistema nervioso central, cosas como temblores y problemas de visión. Pero ¿cómo afecta el vertimiento de compuestos de mercurio en las aguas de la bahía de Minamata, a su población que se sustenta de la producción pesquera en esa zona? Según investigaciones, el metilmercurio es lipofílico y es considerado un neurotóxico muy potente. Este compuesto fue incorporado a los peces de esta bahía directamente y atreves de la cadena alimenticia. La concentración del contaminante en esta bahía fue de hasta 50 ppm. Esta acumulación de metilmercurio en los cuerpos de los peces que fueron consumidos por los habitantes de esta población se les fue trasmitida a ellos y por tanto, fueron los causantes de los síntomas descritos anteriormente. (D’ltri 1972)

Accidentes como este, han ocurrido también en suelos de norte américa, en los grandes lagos de estados unidos, debido también a la contaminación que generan el vertido de compuestos de mercurio por parte de las industrias. Informes recientes muestran la alta concentración de mercurio en peces de estos lagos, de zonas remotas de los focos de contaminación y que la