INTRODUCCION

• Los microorganismos quimiolitotrofos abundan en ambientes anoxicos o anaerobios , son capaces de utilizar compuestos inorgánicos para obtener energía y utilizarla en su metabolismo respiratorio

METABOLISMO E IMPORTANCIA BIOLOGICA

Es aquel organismo autótrofo capas de obtener energía de reacciones

químicas partiendo de un sustrato inorgánico

CARACTERISTICAS GENERALES

Obtienen energía mediante la descomposición de compuestos inorganicos.

Son autótrofos, utilizan CO2 como fuente de carbono.

Dependiendo de la sustancia que oxidan se dividen en varios grupos.

Grupos de oxidacion

Oxidadoresde nitrógeno

Oxidadoresde azufre

Oxidadoresde hierro

Oxidadoresde hidrogeno

METABOLISMO

Son capases de crecer en medios

estrictamente mineral y en

ausencia de luz

Este metabolismo es exclusivo de

bacterias

La mayoría de esas se incluyen entre

las proteobacterias

BACTERIAS OXIDADORAS DE NITROGENO

Realizan el proceso de nitrificación.

• Utilizan el amonio de los lodos activados.

Se encuentran en suelos y ambientes acuáticos (salada, dulce, residual) que contenga amonio.

• Pueden provocar eutrofización.

• Bacteria nitrosificantes: Transforman el amoniaco en nitritos (por ejemplo, Nitrosomas),

según la reacción siguiente:

• 2NH3 + 3O2 → 2NO2- + 2H+ + 2H2O

• Bacterias nitrificantes: Actúan a continuación de las anteriores, transformando los nitritos en nitratos (por ejemplo Nitrobacter), según la

reacción siguiente:

• NO2- + ½O2 → NO3

-

• Habitad: son ubicuas , en sistemas detratamiento, y líquidos

• Problemas de N en aguas: eutrofizan.

• Solución: sistemas de oxidación biológico queoxiden compuestos amoniacales.

Hábitat

Sedimentos acuáticos que contienen H2S; suelos ácidos; manantiales ácidos y normalmente calientes; chimeneas negras; efluentes del drenaje de minas que contienen sulfuros metálicos, etc.

Importancia biotecnológica:

·biominería y biolixiviación (solubilización de metales mediada por microorganismos) de minerales como cobre y uranio.· tratamiento de carbones y efluentes industriales (líquidos y gaseosos) para eliminar el H2S y otras formas de azufre, reducir la lluvia ácida, etc.

BACTERIAS OXIDADORAS DEL AZUFRE

•OXIDAN EL SH2 PROVENIENTE DE LA DESCOMPOSICIÓN DE LA MATERIA ORGÁNICA Y EL PRODUCIDO POR LAS BACTERIAS SULFATORREDUCTORAS(Ciclo del Azufre)

BACTERIAS OXIDADORAS DEL HIERRO

Acidithiobacillus ferrooxidans PH Ácido

Gallionella PH Neutro

LIXIVIACIÓN DRENAJE ÁCIDO

Ecología de las bacterias quimiolitótrofas oxidadoras del hierro y del azufre.Las bacterias del hierro intervienen principalmente en el ciclo del hierro, que tiene su parte relevante en la oxidación del mineral pirita (FeS).

Dicha oxidación (del azufre y/o hierro) tiene lugar en las minas de carbón, cuando las rocas que contienen pirita se someten a movimiento, la pirita entra en contacto con las bacterias, éstas acidifican el medio, provocando el fenómeno de "drenaje ácido de las minas", afectando gravemente a ríos y lagos colindantes, y a la fauna y flora del lugar. En cuanto al hábitat y ecología de los dos principales grupos de bacterias oxidadoras de hierro, podemos decir, que ambos son organismos aerobios y quimiolitoautótrofosestrictos, que se desarrollan en ambientes con grandes cantidades de sulfato, y donde el ácido sulfúrico es el ácido predominante.

BACTERIAS OXIDADORAS DEL HIDRÓGENO

•QUIMIOLITOTROFOS FACULTATIVOS •MICROAERÓFILOS•POSEEN HIDROGENASAS, UNA O MAS, EN LA MEMBRANA PLASMÁTICA O EN CITOPLASMA.

MUCHAS ESPECIES SON CARBOXIDOTRÓFICAS Ralstonia , Alcalígenes , Pseudomonas, Paracoccus

BACTERIAS NITRIFICANTES

El proceso de nitrificación consiste en la oxidación del amoniaco bajo condiciones estrictamente aeróbicas. En la naturaleza contamos con un grupo de bacterias aeróbicas estrictas que poseen los agentes catalíticos como las enzimas, los cuales son apropiados para efectuar la oxidación. Estas bacterias son las comúnmente conocidas como bacterias nitrificantes. al oxidación del amoniaco por estas bacterias se observa en suelos con buen drenaje, a un pH neutral o en cuerpos de agua con un alto contenido de oxigeno disuelto y un pH neutro. Las condiciones de anoxia o una alta acidez inhiben la actividad catalítica de estas bacterias.Este proceso ocurre en dos etapas; comienza con la oxidación del amoniaco a nitritos, seguido de la oxidación del nitrito a nitrato.

BACTERIAS OXIDADORAS DE AMONIACO Y NITRITOS

REACCIONES

En el caso de las bacterias que utilizan la oxidación de NH3 a NO2- :

•Se produce mediante un paso intermedio en que el NH3 pasa a hidroxilamina (NH2OH), el enzima que interviene es una monooxigenasa que produce la oxidación del NH3. En el segundo paso la (NH2OH) es oxidada a NO2- mediante una hidroxilamina-óxidoreductasa.

En bacterias en que realiza la oxidación del NO2- a NO3- :

•Se realiza por una enzima nitrooxidasaeste metabolismo es típicamente quimiolitótrofo, viven en aerobiosis producen una reacción muy exotérmica con alta liberación de energía.

•Nitritación - NH3 + O2 → NO2− + 3H+ + 2e−

•Nitratación - NO2− + H2O → NO3

− + 2H+ + 2e−

BACTERIAS RESPONSABLES DE LA NITRIFICACIÓN

CICLO DEL NITROGENO

El nitrógeno está presente en todos los seres vivos. Forma parte de todos los aminoácidos (y por lo tanto, de las proteínas que éstos forman) y de los nucleótidos de los que están compuestos los ácidos nucleícos

FACTORES QUE AFECTAN LA NITRIFICACION

•Aireación: afecta el paso Nitritos-Nitratos. Ocasiona

acumulación de NO2- y N2O

•acidez: óptimo PH 6.6-8.0. En agricultura el PH suele

ser inferior a 6.0 y acumula NO2- a PH=4.5.

•Humedad: limita la nitrificación si afecta el intercambio

gaseoso o si falta humedad para los microorganismos

•Temperatura: óptima entre 30 y 35o. Bajo condiciones

desfavorables no impide la acumulación de NH4+ en el

suelo

La materia orgánica del suelo afecta debido a la

competencia entre microorganismos por el O2 y con otras

bacterias por NH4+

. En la materia viva, el nitrógeno se encuentra normalmente en forma reducida, como grupo amino , pero en la naturaleza es habitual que el nitrógeno pueda encontrarse en formas oxidadas (por ejemplo, como ión nitrito o nitrato) y, más habitual todavía, como nitrógeno gaseoso, formando el 78% de la atmósfera. Cómo el nitrógeno pasa de unas formas a otras, se recicla, se expulsa y se incorpora a la biosfera es un proceso denominado, ciclo del nitrógeno

COMPOSICION DEL AIRE ATMOSFERICO

El reservorio de nitrógeno atmosférico, que es inmenso, tiene varias formas de “bajar a tierra” (lo que se conoce como “fijación del nitrógeno”

En la atmosfera se encuentra como N2 .El suelo se enriquece de nitrógeno en proporciones menores gracias a las descargas eléctricas en la atmosfera y ciertos tipos de algas y en un volumen dramáticamente superior por baterías fijadoras del mismo en raíces y suelos .

El nitrógeno presente en las proteínas y ácidos nucleícos de los seres vivos tiene dos formas de regresar al suelo. Una de ellas puede ser la excreción de los desechos, y otra, por la propia deposición del cuerpo del organismo o una parte de él tras su muerte, la caída de las hojas en otoño, etc. La cuestión es que ese nitrógeno, recordemos, en forma reducida acaba pasando al suelo (si es que no llegó a él de esa forma) como ion amonio

A este proceso de amonificacion contribuyen ciertos microorganismos descomponedores. Aunque las plantas son, técnicamente, capaces de asimilar el amonio, lo normal es que el nitrógeno libre en su forma reducida tenga una tendencia a oxidarse con el paso del tiempo. Además, el amonio suele ser bastante tóxico para la mayoría de los animales, sobre todo en altas concentraciones y determinados pHs, al ser fuertemente alcalino

El proceso de oxidación del amonio tiene dos fases. La primera es la nitritación, o conversión del amonio en nitrito, que está seguida de la nitratación, o conversión del nitrito en nitrato. En la biosfera ambos procesos son el modo de vida de ciertas estirpes de bacterias de las que depende el equilibrio ecológico de la biosfera

julieta

luis

¿QUÉ ES LA BIOMINERIA ?

• es una alternativa de extracción de metales sin dañar el medio ambiente, Gracias a la utilización de bacterias que actúan en la degradación de metales, un científico del Conicet plantea un nuevo método para la explotación minera que ayuda a evitar el impacto de la contaminación. Tecnología y conciencia ecológica para el futuro

LA EXPLOTACION CLASICA

La explotación clásica

de este tipo de minerales

se realiza a través de la

pirometalurgia donde el

mineral es tostado a altas

temperaturas y posteriormente

reducido al metal.

LA BIOMINERIA COMPRENDE :

Biolixiviacion

• Consiste en utilizar distintos tipos de organismos para extraer metales de interés presentes en los minerales. El metal de interés va ser solubilizado en dicho proceso.

Biooxidación

• La biooxidación de minerales es un termino empleado para describir un proceso que utiliza bacterias para degradar un sulfuro, generalmente pirita o arsenopirita, que contiene oro y plata .

USO DE METODLOGIAS

• El uso de metodologías que funcionen a bajas temperaturas y con soluciones acuosas capaces de extraer el metal de los minerales -lixiviar- es claramente preferible desde el punto de vista de su rentabilidad y de su impacto ambiental. No obstante, hace algo más de medio siglo se descubrió que la hidrometalurgia (como es llamado este último proceso) debería llamarse en realidad biohidrometalurgia ya que se aislaron microorganismos cuya presencia se mostró esencial para que el proceso de recuperación de cobre fuera eficaz.

EL COBRE El cobre es el metal

que se recupera en

mayor medida por

esta metodología.

Chile, que comparte la

cordillera y sus recursos

mineros con nuestro país, es

el mayor exportador mundial de

cobre y obtiene aproximadamente el

30 por ciento por biolixiviación. De todos modos, la más importante

aplicación comercial de la biominería es la biooxidación. Este proceso

es aplicable a minerales refractarios de oro en los cuales éste se

encuentra incluido dentro de una matriz mineral de sulfuros, lo cual

dificulta su posterior recuperación.

PROCESOS BIOLOGICOS

• Los procesos biológicos que en conjunto se denominan biorremediación, son de variada naturaleza; los más relevantes son la bioprecipitación “formación de compuestos no solubles entre metales y metabolitos generados por ciertos microorganismos” y biosorción -retención de los metales a diferentes partes de los microorganismos a través de diferentes fenómenos.

CONCLUSION

• Una variante del proceso que implica el uso de microorganismos en el pre-tratamiento de minerales refractarios de oro, se ha comenzado a aplicar en forma masiva en el mundo. Si bien este último no evita el uso de cianuro, es un proceso menos contaminante que otros procesos de pre-tratamiento como la tostación o la oxidación a altas presiones, y además, disminuye sustancialmente el consumo de cianuro al eliminar otros metales que pueden completarse durante el proceso. Ambas metodologías son potencialmente aplicables a muchas explotaciones mineras de nuestro país.