Wikipedia

Lankide:Botanikalagunak/Proba orria

Bioerremediazioa

aldatu

Bioerremediazioa, organismoek ingurune kutsatuak berreskuratzeko erabiltzen duten edozein prozesu bioteknologiko da, lehorreko zein uretako ingurunean. Erabiltzen diren eragileak landareak, onddoak, algak eta entzimak dira. Garbitu daitezkeen kutsatzaile nagusiak hidrokarburoak, pestizidak eta beste konposatu organiko batzuk dira. Metal astunak ere izan daitezke, degradatu ez arren, ibilgetuak izan daitezkeenak.[1]

Bioerremediazioa funtziona dezan, lurzoruaren edo uraren, kutsatzaileen eta organismoen ezaugarri biologiko, fisiologiko, morfologiko, ekologiko eta kimikoak ezagutu behar dira. Karakterizazioa behar bezala egiten ez bada, arazo handiagoak eragin daitezke, hala nola, organismoek toxiko zailagoak bihur ditzakete kutsatzaileak, edo mikroorganismoen kopurua deskontrola liteke.[2]

Motak

aldatu

Fitoerremediazioa

aldatu
 
Fitoerremediazioaren adibidea ibaiko kutsadura murrizteko.

Landareen erabileran oinarritzen den teknika da, airean, lurrean, uretan edo sedimentuetan dauden kutsatzaileak xurgatzeko, metabolizatzeko, metatzeko, lurruntzeko edo egonkortzeko. Erabilgarria da azaleko edo lurpeko uretatik metal astunak kentzeko, baita substantzia erradiaktiboak ezabatzeko. Aplikatutako organismo guztien beharrezko baldintzak mantentzea beharrezkoa da. Honetarako hainbat mekanismo daude:

Errizoiragazpena

aldatu

Landareek medio hidrikoan kokatzen diren kutsatzaileak desagerrarazten dituzte sustraien bidez. Sustraiek metal astunak xurgatu eta metatzen dituzte. Landare akuatikoak erabili daitezke, hala nola, Azolla caroliniana (Cr) eta Lemna gibba (Hg).[3]

Fitoegonkortasuna

aldatu

Kutsatzaileen mugikortasuna murrizten eta hauen lurpeko uretarainoko migrazioa saihesten du, sustraien xurgapenaren edo metaketaren bidez. Ebapotranspirazio altua duten landareak erabiltzen dituzte. Metodo eraginkorra kutsatzaileak lurrazaleko edo lurpeko uretan barreiatzen saihesteko.

Fitoerauzketa edo fitometaketa

aldatu

Landareen sustraien bidezko metal astunen xurgapenari dagokio, hauek ondoren, zurtoinean eta hostoetan metatuz. Teknika honetarako erabiltzen diren landareak hipermetatzaileak dira, hala nola Thlaspi caerulescens (Cd)[4] eta Sedum alfredii (Zn, Cd)[5] dira.

 
Fitoerremediazio teknika ezberdinen eskema.

Fitoestimulazioa

aldatu

Errizosfera dagoen eremuan ematen den prozesua, non landareen sustraiek errizosferan dauden mikroorganismoak, kutsatzaileak degradatzea eragiten dute. Landare hipermetatzaile guztietan topatu da.

Fitolurrunketa

aldatu

Landareek ura xurgatzen dute kutsatzaile organiko eta inorganikoekin batera, hauek hostoetara iristen dira eta lurruntzen dira atmosferara askatuz. Salicornia bigelovii, Brassica juncea, Astragalus bisulcatus y Chara canescens selenioaren (Se) erremediaziorako. Arabidopsis thaliana merkurioaren (Hg) erremediaziorako.

Fitotransformazioa

aldatu

Landareek entzima batzuk (oxigenasa, dehalogenasa) ekoizten dituzte, xurgatutako substantzien degradazioa katalizatzen dutenak, substantzia hauen toxikotasuna murrizten edo desagerrarazten dute eta kutsatzaileak metabolizatzen dituzte ehun begetaletan CO2 eta H2O arte.[3]

Landare transgenikoak

aldatu

Fitorremediazioa eraginkorragoa da manipulazio genetikoa erabiliz, landare hauen erremediazio gaitasuna hobetzen dutena. Degradazio gaitasun eta metal astunen metaketa gaitasun handiagoa duten landareak diseinatu dira.

Legamietan eta bakterioetan agertzen diren metaloteina (MT) sintetizatzen duten geneak erabili ziren, metalen translokazioa hobetzen dutenak. Adibidez, MT geneen gainespresioak tabakoaren landarean kadmioarekiko (Cd) tolerantzia handitzen du.[6] Bestalde, azaloreko CUPI genearen gainespresioak kadmioaren (Cd) metaketa 16 aldiz handiagoa izatea eragiten du genetikoki moldatutako landarean baino.[7]

Landare transgenikoen adibiderik adierazgarriena merkurioaren ezabapenari aplikaturiko fitoerremediazioa da. Merkurioa industriako jardueren ondorioz ur bidez sartzen da gorputzean. Merkurioa giro-tenperaturan likidoa denez, erraz lurruntzen da; hala ere, erreaktibotasun handia duenez, Hg2+ katio moduan erabiltzen da bereziki. Jatorri bakterianoa duen MerA erreduktasa erabili zen merkurio-ioia merkurio bihurtzea katalizatzen duena, elektroi-emaile moduan NADPH erabiltzen duena. Prozesua landareetan txertatzeko merApe9 genea sintetizatu zen eta Arabidopsis thaliana landarean txertatu zen Agrobacterium tumefaciens-en bitarteko transformazio bidez. Ondorengo ikerketetan behatu zen landareak erresistentzia handiagoa erakusten zuela HgCl2-rekin kutsatutako ingurunearekiko.[3][8]

Abantailak eta mugak

aldatu

Abantailak

aldatu
  • In situ eta ex situ egin daitezke.
  • Substratu kutsatua garraiatu gabe burutu daiteke.
  • Kutsatzaile organiko zein inorganikoentzat baliagarria da.
  • Kostu ekonomiko baxukoa da.
  • Ez dakar kontsumo energetikorik.
  • Teknika ez da oso kutsakorra.
  • Materialak birziklatu daitezke (ura, biomasa, metalak).
  • Lurzoruarekiko positiboki jokatzen du, haren propietate fisiko-kimikoak hobetuz.
  • Kutsatzailea garraiatu gabe burutzen da, hortaz, aire edo ur bidezko kutsatzaileen sakabanaketa murrizten da.
  • Hondeaketa eta zirkulazio astuna eragozten du.
  • Ez da pertsonal espezializaturik behar, ohiko praktika agronomikoak erabiltzen baitira.

Mugak

aldatu
  • Prozesu motela da zuhaixka eta zuhaitzetan.
  • Ur-sistemetan izurriteen sakabanaketa faboratzen du.
  • Azalera nahiko handiak behar dira.
  • Zuretan metatutako kutsatzaileak errekuntza prozesuen bidez kanporatu daitezke.
  • Kutsatzaile batzuen disolbagarritasuna handitzen da, ingurumen-arazoak eta kutsatzaileen migrazioa areagotuz.
  • Landare guztiak ez dira metatzaileak eta jasankorrak.
  • Bakarrik kutsatzaile kontzentrazio txikietan aplikagarria da, kontzentrazio handietan hazkuntza ez baita gertatzen.

Mikoerremediazioa

aldatu

Mikoerremediazioa ingurumeneko hondakinak ezabatzeko onddoak eta beraien gorputz begetatiboa erabiltzean datza. Onddo batzuk hipermetatzaileak dira, haien esporokarpoan metal astunak xurgatzeko eta metatzeko gaitasuna dute.

 
Pleurotus ostreatus onddo lignikola, mikoerremediaziorako baligarria dena.

Naturan, onddoak eta haien mizelioak dira basoak gizakien interakziorik gabe etengabe birsortzeko arrazoia. Landareek onddoekin duten harreman sinbiotikoak aukera ematen die aurrera egiteko eta lehengoratzen jarraitzeko, baita ekosistema naturala masiboki suntsitu denean ere. Onddoek landare organikoak eta zurezko materiala deskonposatzean funtzionatzen dute, nahiz eta orain, askoz gehiago deskonposatzeko gaitasuna dutela ikertzen ari diren.

Deskonposizio naturalaren prozesuak erreakzio entzimatikoen bidez funtzionatzen du. Entzima horiek onddoei dakizkien azpiproduktuak dira, eta ondorio izugarriak dituzte atzean utzitako kutsadura garbitzeko. Mizelioa zabaldu ahala, kutsadura deskonposa dezaketen entzima horiek jariatu egiten ditu.[9]

Onddo lignikola batzuk, hala nola, Pleurotus ostreatus eta Polyporus craterellus, gai dira substratuko kadmioaren (Cd) %95 erauzteko.[10]

Bioerremediazio mikrobianoa

aldatu

Bioerremediazio mikrobianoak mikroorganismoak edo haien entzimak erabiltzen ditu lurzoruan edo beste ingurune batzuetan kutsatzaileak desintoxikatzeko, eta kutsatzaileak ingurumen-arrisku txikiagoko formetara aldatzeko. Bioerremediazioan gehien erabiltzen diren mikroorganismoak bakterioak dira, baina onddoak, algak, zianobakterioak, arkeoak eta aktinomizetoak ere erabili ohi dira. Arkeoak batez ere muturreko tenperaturatan edo ingurune azidofilo edo halofiloetan erabiliak dira.[11]

 
Pseudomonas aeruginosa bakterioa, hidrokarburoen degradazioan parte hartzen duena.

Mikoerremediazioa eta biorremediazio bakterianoa desberdintzen dituen ezaugarri nagusia erabiltzen diren onddoen tamaina da. Mikoerremediazioan gehienetan makromizetoak erabiltzen diren bitartean, bioerremediazio bakterianoan legamiak dira erabilienak, mikroorganismotzat hartzen direnak. Berdin gertatzen da algekin, fitoerremediazioan makroalgak erabiltzen diren bitartean, bioerremediazio mikrobianoa mikroalgaz baliatzen da.

Pseudomonas bakterioa bioerremediazio mikrobianoaren adibide dugu. Eraginkortasun handia du hidrokarburoen degradazioan.[12] Hala ere, badaude bakterio gehiago prozesu hori burutu dezaketenak, adibidez, Sphingomonas wittichii RW1. Azken hori gai da anaerobiosian 2,7-diklorobentzenoa degradatzeko, 4-klorokatenola eta 1,2,3,4-tetraklorodibentzenoa sortuz.[13] Bestalde, legamiak gai dira HAP (hidrokarburo aromatiko poliziklikoak) eraldatzeko. Hala ere, jadanik ez dira ezagutzen kutsatzaile horien metabolismo-prozesuak, baina genomika funtzionala eta teknologia molekularrari esker prozesu hauek hasi dira ulertzen bioerremediazioa aberasteko.[14]

Entzimen bidezko degradazioa

aldatu

Osagai toxikoak degradatzeaz eta ingurune toxikoak konpontzeaz arduratzen diren entzimak soilik erabiltzeari dagokion bioerremediazio mota bat da.[1]

Entzima hauen adibide bat peroxidasaren erabilera izango litzateke, hondakin-uretan dauden fenolak degradatzeko erabiltzen den entzima. Fenolak konposatu organiko aromatikoak dira, eta kokantzerigenoak izan daitezke, hau da, minbizia sortzea bultza dezakete beste konposatu kantzerigeno batekin konbinatzen direnean.[15]

Estrategiak

aldatu

Bioestimulazioa

aldatu

Bioestimulazio edo biodegradazio aerobiko estimulatua kutsatzaileen biodegradazioa mugatzen duten faktoreak ezabatzeko praktika da, normalean elikagaiak (nitrogenoa eta fosforoa) eta oxigenoa sartuz eremu asean eta lurpeko uretan, biodegradazioa egiteko gai diren mikroorganismo autoktonoen kopurua eta jarduera handitzeko.

Askoren ustez, oxigenoa da hidrokarburoak degradatzen dituzten bakterioen hazkundea mugatzen duen faktore nagusia. Oxigeno disolbatuaren iturri naturalak azkar agortzen dira lurrazpian petrolio-hidrokarburoak askatzen direnean. Beraz, tratamendurik gabeko eta oxigeno kontzentrazio baxuko akuiferoetako petrolio-hidrokarburoen indargabetze naturala motela da. Lurrazpiari oxigenoa ematean, prozesu biologikoak estimatu egiten dira, eta biodegradazio aerobikoaren tasak tasa naturalekin alderatuta 10-100 aldiz bizkortu daitezke.

Bioestimulazio-prozesua kutsadura maila baxuetatik ertainetara tratatzeko erabili ohi da. Biodegradazio aerobikoarekin gehien tratatzen diren konposatuak petrolio-hidrokarburoen osagaiak dira.[16]

Bioigoera

aldatu

Bioigoera bioerremediazio-teknologia bat da, hidrokarburoekin talka egiten duten tokiak tratatzeko, mikroorganismo exogenoak gehituta mikrobioa handitzen den lekuetan, edo konposatu kutsatzaileak degradatzeko ahalmena duten mikroorganismo natiboak ugaritzearen ondorioz. [17]

Erreferentziak

aldatu
  1. ↑ a b (Gaztelaniaz) «Biorremediación: qué es, tipos y ejemplos - Resumen» ecologiaverde.com (Noiz kontsultatua: 2023-03-24).
  2. ↑ (Gaztelaniaz) Martínez, Nadia. (2018-11-16). «¿Biorremediación? ¿Qué es eso?» Estudios Planeteando (Noiz kontsultatua: 2023-03-24).
  3. ↑ a b c (Gaztelaniaz) Delgadillo-López, Angélica Evelin; González-Ramírez, César Abelardo; Prieto-García, Francisco; Villagómez-Ibarra, José Roberto; Acevedo-Sandoval, Otilio. (2011-08). «Fitorremediación: una alternativa para eliminar la contaminación» Tropical and subtropical agroecosystems 14 (2): 597–612. ISSN 1870-0462. (Noiz kontsultatua: 2023-03-24).
  4. ↑ «Hyperaccumulation of cadmium by hairy roots of Thlaspi caerulescens» scholar.google.com (Noiz kontsultatua: 2023-03-24).
  5. ↑ (Ingelesez) Yang, X.E.; Long, X.X.; Ye, H.B.; He, Z.L.; Calvert, D.V.; Stoffella, P.J.. (2004). «Cadmium tolerance and hyperaccumulation in a new Zn-hyperaccumulating plant species (Sedum alfredii Hance)» Plant and soil 259 (1-2): 181–189. ISSN 0032-079X. (Noiz kontsultatua: 2023-03-24).
  6. ↑ Misra, S.; Gedamu, L.. (1989-08). «Heavy metal tolerant transgenic Brassica napus L. and Nicotiana tabacum L. plants» TAG. Theoretical and applied genetics. Theoretische und angewandte Genetik 78 (2): 161–168.  doi:10.1007/BF00288793. ISSN 0040-5752. PMID 24227139. (Noiz kontsultatua: 2023-03-24).
  7. ↑ (Ingelesez) Hasegawa, Isao; Terada, Emiko; Sunairi, Michio; Wakita, Hajime; Shinmachi, Fumie; Noguchi, Akira; Nakajima, Mutsuyasu; Yazaki, Jinya. (1997-10-01). «Genetic improvement of heavy metal tolerance in plants by transfer of the yeast metallothionein gene (CUP1)» Plant and Soil 196 (2): 277–281.  doi:10.1023/A:1004222612602. ISSN 1573-5036. (Noiz kontsultatua: 2023-03-24).
  8. ↑ Raskin, I. (1996-04-16). «Plant genetic engineering may help with environmental cleanup.» Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 93 (8): 3164–3166. ISSN 0027-8424. PMID 8622907. (Noiz kontsultatua: 2023-03-24).
  9. ↑ (Gaztelaniaz) México, Commons. (2022-05-11). «¿Qué es la micorremediación?» Commons Botanicals (Noiz kontsultatua: 2023-03-24).
  10. ↑ «ORCID» orcid.org (Noiz kontsultatua: 2023-03-24).
  11. ↑ Krzmarzick, Mark James; Taylor, David Kyle; Fu, Xiang; McCutchan, Aubrey Lynn. (2018). «Diversity and Niche of Archaea in Bioremediation» Archaea (Vancouver, B.C.) 2018: 3194108.  doi:10.1155/2018/3194108. ISSN 1472-3654. PMID 30254509. PMC 6140281. (Noiz kontsultatua: 2023-04-10).
  12. ↑ Bisht, Sandeep; Pandey, Piyush; Bhargava, Bhavya; Sharma, Shivesh; Kumar, Vivek; Sharma, Krishan D.. (2015-03). «Bioremediation of polyaromatic hydrocarbons (PAHs) using rhizosphere technology» Brazilian Journal of Microbiology: [publication of the Brazilian Society for Microbiology] 46 (1): 7–21.  doi:10.1590/S1517-838246120131354. ISSN 1678-4405. PMID 26221084. PMC 4512045. (Noiz kontsultatua: 2023-04-10).
  13. ↑ (Ingelesez) Hong, Hyo-Bong; Chang, Yoon-Seok; Nam, In-Hyun; Fortnagel, Peter; Schmidt, Stefan. (2002-05). «Biotransformation of 2,7-Dichloro- and 1,2,3,4-Tetrachlorodibenzo- p -Dioxin by Sphingomonas wittichii RW1» Applied and Environmental Microbiology 68 (5): 2584–2588.  doi:10.1128/AEM.68.5.2584-2588.2002. ISSN 0099-2240. PMID 11976140. PMC PMC127546. (Noiz kontsultatua: 2023-04-16).
  14. ↑ (Gaztelaniaz) Salazar, José Luis Paredes. (2022). «Micorremediación de cadmio con fungus ligninolítico: un tratamiento de aguas residuales» Revista de Investigación Cañetana 1 (2): 73–80. ISSN 2810-8809. (Noiz kontsultatua: 2023-03-24).
  15. ↑ (Gaztelaniaz) «Biorremediación» Significados (Noiz kontsultatua: 2023-03-24).
  16. ↑ (Gaztelaniaz) Envirotecnics. «Bioestimulación» Envirotecnics (Noiz kontsultatua: 2023-03-24).
  17. ↑ (Gaztelaniaz) Pino Rodríguez, Nancy J.; Carvajal, Stephanie; Gallo, Andrés; Peñuela, Gustavo. (2012-01). «Comparación entre bioestimulación y bioaumentación para la recuperación de suelos contaminados con diesel» Producción + Limpia 7 (1): 101–108. ISSN 1909-0455. (Noiz kontsultatua: 2023-03-24).
"https://eu.wikipedia.org/w/index.php?title=Lankide:Botanikalagunak/Proba_orria&oldid=9272466"(e)tik eskuratuta