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Questions and Answers
¿Cuál es el principal objetivo de la fitorremediación?
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¿En qué tipo de contaminación se aplica principalmente la técnica de biosparging?
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¿Qué técnica se utiliza para aumentar la degradación microbiana natural añadiendo nutrientes?
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En la técnica de bioaumentación, ¿cuál es el objetivo principal de introducir microorganismos específicos?
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¿Qué técnica de biorremediación es más adecuada para tratar hidrocarburos en suelos no saturados?
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¿Cuál de las siguientes afirmaciones es incorrecta sobre la bioventilación?
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¿Cuál es el enfoque principal de la bioestimulación en la biorremediación?
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¿Qué contaminantes son más adecuados para la técnica de fitorremediación?
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¿Qué factor NO es relevante a la hora de seleccionar una metodología para el estudio del potencial fitorremediador?
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¿Cuál de los siguientes contaminantes es compatible con el uso de fitorremediación según el contenido ofrecido?
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¿Qué técnica se utiliza para detectar metales en el sustrato contaminado?
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¿Cuál de los siguientes métodos se emplea para analizar la capacidad acumuladora de metales en las plantas?
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En una evaluación de fitorremediación, ¿para qué se utiliza la medición del pH?
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¿Qué especie vegetal NO se menciona como evaluable para fitorremediación?
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¿Cuál es una de las características de la metodología de fitorremediación?
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¿Qué aspecto es fundamental para la aplicación en la fitorremediación en un laboratorio?
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¿Cuál de las siguientes técnicas no está asociada a la remediación biológica 'In situ'?
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¿Cuál es una ventaja de la técnica de bioventilación?
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La técnica de biosparging es especialmente efectiva para remediar:
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¿Qué técnica se basa en la utilización de microorganismos agregados al medio contaminado?
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En la técnica de biopilas, ¿qué se hace con el suelo contaminado?
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La técnica de fitorremediación utiliza:
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¿Cuál de las siguientes descargas es un método de biorremediación 'Ex situ'?
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¿Cuál es la principal limitación de la técnica de bioventilación?
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Study Notes
Contaminación Ambiental
- Emisiones de CO2: 40.9 millones de toneladas métricas/año, resultado de la quema de combustibles fósiles.
- Pesticidas: 2.3 millones de toneladas métricas/año, moléculas químicas complejas que se acumulan en el suelo durante décadas.
- Desechos industriales: 3,400 millones de toneladas métricas/año, incluyendo metales pesados, productos inflamables, tóxicos y corrosivos, descargados directamente a mares y ríos.
- Aguas residuales: El 80% no es tratado, contienen contaminantes orgánicos complejos, metales, antibióticos, grasas y aceites, entre otros.
- Fuente: Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (UNEP), 2023.
Fisiología y Rol Ecológico de las Plantas
- Plantas: 82% de los organismos terrestres.
- Sistema radical: Absorbe nutrientes y partículas disueltas, libera exudados radicales a la rizosfera.
- Maquinaria enzimática: Degrada compuestos orgánicos complejos, acumula sustancias de reserva.
- Intercambio gaseoso: Interconvierte gases y realiza transpiración.
- Fotoautótrofos: Elaboran compuestos a partir de CO2, agua y luz solar.
- Continuo Suelo-Planta-Atmósfera
Fitorremediación
- Técnica de restauración ambiental: Usa plantas para eliminar, degradar o acumular contaminantes del suelo, agua o aire.
- Especies con eficacia de hasta el 100% en la eliminación de contaminantes.
- Bajo costo: Inversión mínima, máximo provecho.
- Versátil: Útil y efectiva para diversos contaminantes.
- Beneficia al medio ambiente: Es una solución natural a la contaminación.
Plantas Fitorremediadoras
- Toleran efectos tóxicos de metales y contaminantes.
- Resistentes al estrés biótico y abiótico.
- Alta capacidad de absorción, sistema radical abundante.
- Producen mucha biomasa; mayor biomasa, mayor efectividad.
- Fáciles de cultivar.
- No atractivas para herbívoros.
Mecanismos de Fitorremediación
- Rizofiltración
- Fitoextracción
- Fitoestimulación
- Fitovolatilización
- Fitodegradación
- Fitoestabilización
Fitoextracción/Fitoacumulación
- Absorción, translocación y acumulación de contaminantes inorgánicos (principalmente metales pesados) desde el suelo o agua a las partes aéreas.
Fitoestimulación
- Estimula la actividad de microorganismos del suelo en la rizosfera, que degradan y detoxifican contaminantes orgánicos.
Rizofiltración
- Absorbe, concentra y precipita contaminantes presentes en agua (cuerpos de agua naturales, aguas subterráneas o efluentes industriales), utilizando raíces de plantas acuáticas o semiacuáticas.
Fitovolatilización
- Absorbe contaminantes del suelo o agua a través de las raíces, los transforma y libera compuestos volátiles menos tóxicos a la atmósfera a través de hojas y otros tejidos aéreos.
Fitodegradación
- Transforma o degrada contaminantes orgánicos en compuestos menos tóxicos o inofensivos, presentes en suelo, sedimentos o agua.
Fitoestabilización
- Absorbe contaminantes a través de las raíces, acumulándolos en la superficie o interior de los tejidos radiculares.
Factores Determinantes de la Eficiencia de la Fitorremediación
- Tipo de contaminante
- Características del sustrato
- Genotipo de la planta
Tipo de Contaminante
- Metales pesados: Elementos químicos inorgánicos que no se degradan, sino que se acumulan.
- Pesticidas: Compuestos químicos orgánicos que pueden ser degradados o acumulados por plantas o microorganismos.
Características del Sustrato
- Suelo: Sólido, poroso, mezcla de minerales, materia orgánica, aire y agua. Todos los mecanismos, excepto la rizofiltración, se aplican en el suelo.
- Agua: Medio líquido, con menor densidad de componentes disueltos. En este caso, se aplica la rizofiltración.
Genotipo de la Planta
- La información genética determina todas las capacidades biorremediadoras.
- Maquinaria enzimática: Define la capacidad degradativa de la planta.
Diseño de Estrategias de Fitorremediación
- Diagnóstico general del entorno: Aspectos geográficos, hidrológicos, características del suelo, microbiota, flora, fauna, clima, relaciones con regiones fronterizas, aspectos sociales.
- Caracterización de contaminantes: Propiedades químicas, físicas y microbiológicas de los compuestos.
- Selección de tecnologías FR: Estudios previos sobre el potencial de especies vegetales. Interacción con el entorno y relaciones interespecíficas. Requerimientos especiales por el mecanismo.
- Evaluación a escala laboratorio.
- Análisis de factibilidad.
- Evaluación a escala piloto.
- Factibilidad técnica y económica.
- Aplicación in situ o ex situ.
- Escalado del proceso biotecnológico.
- Factibilidad técnica y económica.
Metodologías para el Estudio del Potencial Fitorremediador
- Depende del tipo de sustrato contaminado (suelo, lodo, agua).
Ecosistemas
- Ecosistema terrestre: Suelo y atmósfera son los componentes físicos más importantes. Incluye bosques templados, tropicales, boreales (taiga), praderas, sabanas, desiertos y tundras.
- Ecosistema acuático: Cuerpos de agua dulce o salada; el agua es el componente abiótico principal. Incluye ríos, arroyos, lagos, lagunas, océanos y arrecifes de coral.
- Ecosistema mixto: Zona de transición entre terrestres y acuáticos. Incluye manglares, estuarios, humedales, pantanos y llanuras de marea.
- Ecosistema artificial: Creado o alterado por humanos para obtener beneficio económico, como agroecosistemas (cultivos), jardines, acuicultura, invernaderos y reservas forestales manejadas.
Tipos de Contaminación (Ejemplos)
- Bosques: Deforestación, fragmentación del hábitat, lluvia ácida, pesticidas.
- Praderas/Sabanas: Sobrepastoreo, fertilización excesiva, quemas incontroladas.
- Desiertos: Metales pesados, sobreexplotación de recursos hídricos, desechos sólidos.
Contaminación de Ecosistemas (Efectos)
- Pérdida de biodiversidad.
- Disminución de la capacidad de secuestro de carbono.
- Degradación del suelo.
- Alteración de ciclos hidrológicos.
- Impacto en la salud humana.
Metales Pesados (Efectos)
- Daños en las membranas celulares y proteínas.
- Generación de radicales libres.
- Daños a órganos esenciales, alteración de procesos fisiológicos y riesgos de enfermedades crónicas.
- Impacto en ecosistemas marinos (biodiversidad, cadenas alimenticias).
Métodos de Remediación de Metales Pesados
- Convencionales como precipitación química, extracción por solventes y electrodiálisis (con residuos tóxicos, alto costo y consumo energético)
- Biorremediación (más ecológica y económica).
Biorremediación (Ejemplos de técnicas)
- Bioacumulación/Biosorción
- Biotransformación de metales en microorganismos (secuestro de metales pesados en vacuolas).
- Microplásticos (presencia en agua potable, sal marina, alimentos) y estrategias de biorremediación.
Técnicas de Biorremediación (In situ y ex situ)
- In situ: Bioventilación, bioestimulación, bioaumentación, biosparging, fitorremediación.
- Ex situ: Biopilas, bioreactores de fase de lodos, compostaje, filtros biológicos, landfarming, windrows.
Métodos Físicos/Químicos Convencionales de Remediación
- Incineración, solidificación/estabilización, filtración, aireación/desorción térmica, electroremediación
- Extracción y lavado de suelos, adsorción con carbón activado, oxidación química, coagulación, intercambio iónico.
Biorremediación (Desafíos)
- Complejidad de contaminantes, heterogeneidad del sitio, tasas de degradación lentas, aplicabilidad limitada, riesgo de contaminación secundaria, desafíos regulatorios y monitoreo.
Métodos Biorremediadores (Ejemplos)
- Bioventilación: Incrementa el oxígeno para la degradación microbiana aerobias de compuestos orgánicos en suelos no saturados.
- Biosparging: Inyección de aire en zonas saturadas para promover la biodegradación en aguas y suelos subterráneos.
- Bioestimulación: Aumenta la degradación microbiana añadiendo nutrientes u aceptores de electrones.
- Bioaumentación: Introduce microorganismos específicos para degradar contaminantes.
- Fitorremediación: Utiliza plantas para absorber, estabilizar o volatilizar contaminantes.
- Compostaje: Mezcla de suelo contaminado con materiales orgánicos para degradación microbiana mediante fermentación y descomposición.
- Biopilas: Acumulación de suelo contaminado bajo control para optimizar biodegradación.
- Bioreactores de fase de lodos: Mezclas de suelo/agua para degradación en un reactor controlado.
- Landfarming: Extensión de suelo contaminado para su degradación aeróbica.
- Windrows: Pilas de suelo para mejorar la aireación.
- Biofiltros: Medios filtrantes con microbios para degradar contaminantes gaseosos o líquidos.
Desulfurización de Hidrocarburos
- Métodos como Hidrotratante (HDS), oxidación, adsorción, Biodesulfuración. Proceso Claus.
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Description
Este cuestionario aborda la problemática de la contaminación ambiental, incluyendo las emisiones de CO2, el uso de pesticidas y la gestión de desechos industriales. También se explora el papel crucial de las plantas en la fisiología y su rol ecológico en el medio ambiente. Aprende sobre cómo las plantas contribuyen a la salud del planeta y los desafíos que enfrenta nuestra biosfera.
