Search

En esta tesis doctoral se ha llevado a cabo una investigación básica sobre el proceso de biorremediación enfocado a sistemas porosos contaminados con hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAPs). Se han estudiado diferentes factores de movilización implicados en el proceso, así como de los riesgos asociados a dicha movilización, dentro del contexto de su aplicación como innovaciones en la biorremediación. La hipótesis general de partida de esta tesis doctoral ha sido que la movilización de estos contaminantes hidrófobos y de las bacterias capaces de degradarlos puede tener efectos positivos sobre las tasas de biodegradación, a través de un aumento de la biodisponibilidad y de la bioaccesibilidad a los focos de contaminación. Sin embargo, la aplicación de estas técnicas también puede tener consecuencias negativas, derivadas de la movilización, tanto de los contaminantes como de los microorganismos que pueden generar problemas a medio y largo plazo. De esta forma, se ha determinado, por una parte, que la aplicación de técnicas electrocinéticas puede tener un efecto sobre la movilización de los HAPs, aumentando su disponibilidad para la biodegradación. Por otra parte, se ha investigado cómo los diferentes patrones de movilidad bacteriana, originados como respuestas tácticas, pueden modularse para tener efectos positivos sobre el transporte de los microorganismos hacia los contaminantes de difícil acceso, es decir, aquellos que se encuentran adsorbidos en los microporos del suelo. Por último, se ha realizado una prueba de concepto sobre el control del riesgo generado por estos factores de movilización mediante el empleo de plantas en asociación con las bacterias y de biocarbón. En los estudios sobre electrocinética, se comprobó que la aplicación de una corriente eléctrica de baja intensidad en un sistema poroso contaminado con naftaleno permitía una mayor interacción de la bacteria Pseudomonas fluorescens LP6a con el contaminante, provocando un aumento en las tasas de b

Con el objetivo de evaluar el papel de los oomicetos en la biorremediación de hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAPs), exploramos en esta tesis las interacciones funcionales entre estos microorganismos y las bacterias degradadoras de HAPs. Estas interacciones se estudiaron en dos diferentes modos del desarrollo de los oomicetos: micelios y zoosporas. La primera parte de esta tesis se centró en la interacción ecológica entre el oomiceto del suelo Pythium aphanidermatum y dos bacterias representativas degradadoras de HAPs (Mycobacterium gilvum VM552 y Pseudomonas putida G7). Elegimos una serie de compuestos químicos para imitar escenarios de contaminación por HAPs, que incluían disoluciones acuosas con carbono orgánico de origen diverso (exudados radicales de plantas y ácidos húmicos) y disolventes orgánicos. El micelio del oomiceto y ambas bacterias no actuaron de forma antagonista durante el crecimiento en medio sólido. Sólo a la densidad más alta de células bacterianas (10^8-10^10 células/mL) ambas bacterias disminuyeron la formación de zoosporas. M. gilvum VM552 mostró el mayor antagonismo. Se observó una influencia negativa de los HAPs sobre la formación y la quimiotaxis de zoosporas cuando se expuso los productos químicos desde soluciones de carbono orgánico disuelto (COD) y disolventes polares, pero esta influencia fué disminuida por las bacterias. Cuando los HAPs fueron expuestos a partir de disolventes no polares, que formaban una fase diferenciada con el agua (o líquido en fase no acuosa ¿ NAPL), no impidieron el asentamiento de las zoosporas sobre estos sustratos. El asentamiento se produjo en la interfase con hexadecano (HD) como NAPL, pero no con heptametilnonano, y no fue influido por las bacterias degradadoras de HAPs. También se observó que las zoosporas se enquistaron sobre la interfase agua-HD, creando una red de micelio que colonizaba la interfase, expandiendo el área interfásica entre el NAPL y la fase acuosa. Dicha red inició la formación de

En esta Tesis Doctoral se ha investigado el papel del patrón de movilidad bacteriana en la deposición y transporte a través de medios porosos saturados, con el objetivo de aumentar la biodegradación de naftaleno en condiciones de baja biodisponibilidad. Los efectos positivos de la movilización bacteriana en la bioerremediación dependen de la eficiencia del movimiento bacteriano a través de medios porosos, que a veces está limitado por unas tasas altas de deposición. Por otro lado, la adhesión a las superficies puede ser beneficiosa para promover la biodegradación de los contaminantes que se caracterizan por una cinética lenta de desorción. Por ello, la hipótesis de partida ha sido que un cambio en el patrón de movilidad, como parte de la respuesta táctica frente a determinados compuestos, puede tener un efecto en la movilización bacteriana en el suelo, con la finalidad de mejorar la biodisponibilidad y biodegradación de contaminantes orgánicos. Durante esta Tesis Doctoral se ha llevado a cabo un abordaje experimental progresivo para comprobar dicha hipótesis. En primer lugar, se estudió la respuesta táctica de la estirpe Pseudomonas putida G7 frente a distintos compuestos: salicilato, nanopartículas de plata (NPsAg) y glucosa como ejemplo de atrayente, repelente y fuente de carbono, respectivamente. También se emplearon distintas fuentes de materia orgánica disuelta, de relevancia ambiental: exudados de raíces de girasol (Helianthus annuus), ácidos húmicos de un suelo y el fertilizante oleofílico S-200. El análisis de la respuesta táctica se llevó a cabo mediante el ensayo capilar para el estudio de la quimiotaxis a nivel global y mediante el análisis de las trayectorias celulares individuales mediante un programa informático que caracteriza el movimiento celular individual. El salicilato y los exudados de girasol provocaron una respuesta de atracción en la estirpe Pseudomonas putida G7, observando que las trayectorias celulares en presencia de estos compuestos se c

Los hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAPs) son contaminantes orgánicos clasificados como tóxicos, mutagénicos y cancerígenos que normalmente se encuentran acumulados en suelos que han sido contaminados con petróleo, creosota o alquitrán de hulla. Los HAPs con 4 o menos anillos de benceno pueden ser utilizados como fuente de carbono y de energía por un amplio rango de microorganismos, mientras que la degradación de HAPs de alto peso molecular (más de 4 anillos) es normalmente a través de cometabolismo. No obstante, la baja solubilidad en agua de todos ellos y su gran capacidad de adsorción limitan su accesibilidad microbiana y restringen su biodegradación en suelos. En esta tesis se plantean varias estrategias para mejorar la accesibilidad microbiana de los HAPs en diferentes escenarios basándonos en tratamientos de bioestimulación. Para cada escenario se utilizó un bioestimulante diferente porque para que se produzca una biorremediación exitosa, cada técnica o método de mejora ambiental se tiene que adaptar a las necesidades del emplazamiento o acuífero a descontaminar.