Biodegradació del petroli

Núria Rigau Garcia, Ariadna Rodríguez Torrecillas, Mireia Salar Rodríguez i Meritxell Tañà Fornés

Biodegradació del petroli. Processos biològics de degradació dels hidrocarburs i microorganismes implicats. Condicions i mecanismes de bioremediació

1. Què és el petroli?

El petroli és un líquid oliós i bituminós d’origen natural, insoluble en aigua. És una mescla complexa no homogènia amb parts sòlides, liquides i gasoses d’hidrocarburs, formats per hidrogen i carboni, que també pot contenir petites proporcions de nitrogen, sofre, oxigen i metalls. La composició del petroli depèn del jaciment d’on provingui, però podem considerar que la proporció mitjana és de 83-86% de carboni i 11-13% d’hidrogen. El nombre d’àtoms de carboni i la forma en que estan col·locats dins de les molècules dels diferents compostos, proporcionen al petroli diferents propietats físiques i químiques com el color, viscositat, densitat, etc. (veure imatge 1)

 
Imatge 1. Vessament de petroli al litoral.

 

El petroli només es troba en medis d’origen sedimentari. Es forma per la descomposició de matèria orgànica animal i vegetal que es disposa al fons de llacunes o desembocadures dels rius, a prop del mar pels bacteris anaerobis. Durant el temps es va cobrint per capes de sediment. En quedar aquesta mescla cada cop a més profunditat, juntament amb les condicions necessàries de pressió i temperatura, la matèria dona lloc a reaccions químiques  formant-se petroli i gas natural. Amb l’augment de la pressió, aquests dos productes ascendeixen fins a arribar a capes més poroses on s’emmagatzemen. És gràcies a una capa impermeable  que s’impedeix el pas del petroli cap a la superfície terrestre. (Veure imatge 2 i 3)

                 
Imatge 2. Origen i formació del petroli.                                                    Imatge 3. Origen i formació del petroli (II).

 Video 1. Origen i formació del petroli.

2. Degradació del petroli i microorganismes implicats.

El principal procés d’eliminació dels hidrocarburs és la biodegradació microbiana la qual suposa la transformació dels hidrocarburs en productes més oxidats, des de petites transformacions que suposen transformar-los en alcohols, cetones o àcids, fins a la completa mineralització que suposa la seva conversió en anhídrid de carboni o diòxid de carboni i aigua (veure imatge 4). Aquesta última transformació suposa la transformació en productes totalment innocus.

   Imatge 4. Reacció de biodegradació dels hidrocarburs.

Ens sorprèn que els microorganismes puguin alimentar-se d’hidrocarburs? La seva estructura química sembla molt llunyana de la dels compostos que solen usar els organismes com a aliment, com per exemple els sucres o les proteïnes. La resposta és molt simple, ja que, els microorganismes són els primers organismes que van aparèixer a al terra, fa més 3.500 milions d’anys, i per tant, han pogut estar presents en els processos diagènics i catagènics que s’han produït durant milions d’anys i que han suposat la formació d’hidrocarburs del petroli a partir de compostos presents a la matèria viva com alcaloides, pigments, hormones, etc. (veure imatge 5)

 Imatge 5. Formació d’hidrocarburs a partir dels pigments eritroafina i veratramina al llarg dels processos de diagènesi i catagènesi.

 

Els microorganismes transformen els hidrocarburs com a resultat de dos tipus de transformacions metabòliques. Una d’aquestes usa l’hidrocarbur com a substrat de creixement, és a dir usarà una part de l’esquelet de carbonat per formar nous individus, i l’altra part la convertirà en diòxid de carboni i aigua obtenint energia. Podem tenir microorganismes que porten a terme respiracions anaeròbiques o aeròbiques, però aquestes últimes són les majoritàries on l’oxigen actua com a acceptor final d’electrons. A més a més, com que els hidrocarburs només estan formats per carboni i hidrogen, es necessitarà introduir oxigen per oxidar-los. En aquest cas l’oxigen actuarà com a substrat. Aquest procés enzimàtic el porten a terme les oxigenases, enzims que actuen usant l’oxigen com a substrat.

També hi ha un altre procés metabòlic implicat en la transformació dels hidrocarburs que és el cometabolisme. Aquest procés es produeix quan un microorganisme és incapaç d’usar un compost com a substrat per el seu creixement, però és capaç de transformar-lo en un altre compost. En el cas dels hidrocarburs solen ser alcohols, cetones, àcids carboxílics,... aquests són bioacumulables però al medi natural trobem infinitat de microorganismes que porten transformacions metabòliques que es complementen per tant s’eliminen.

Video 2. Degradació natural del petroli.

 

Microorganismes implicats

Hi ha molta varietat de microorganismes que son capaços de degradar el petroli. Els més destacats són els bacteris i els fongs.

Dins dels bacteris hi ha una gran quantitat de generes capaços de descomposar o oxidar els hidrocarburs que formen el petroli com per exemple els generes dels Spirillum, Xanthomonas, Alcaligenes, Achrornobacter, Nocardia, Flavobacterium, Acinetobacter, Vibrio, Actinomyces, Micrococcus, Pseudomonas, Bacillus, etc. Els més importants són:

• Pseudomonas: són bacils gram-negatius que no produeixen espores. Aquest és el grup més important de tots els bacteris que degraden petroli ja que té un ampli potencial catabòlic per créixer en ambients amb propietats del petroli i per alimentar-se dels hidrocarburs. (veure imatge 6)
• Flavobacterium: són bacils aerobis, gram-negatius i immòbils. S’alimenten de tot tipus de compostos orgànics com els hidrocarburs.
• Nocardia: són cocs, gram-positius i es troben qualsevol sòl ric en matèria orgànica. Són capaços de degradar hidrocarburs amb cadena no gaire llarga, en condicions aeròbies.

   

 Imatge 6. Pseudomonas, grup de bacteris més importants que degraden el petroli.

 

Dins dels fongs hi ha molts generes que són capaços de degradar petroli per obtenir-ne nutrients, com per exemple: Aspergillus, Cladosporium, Debaromyces, Fusarium, Paecylomyses, Penicillium, Rhodosporidium, Saccharomyces, Trichoderma, etc. Però els més importants són:

• Aspergillus: són fongs filamentosos i oportunistes. Per tant, pot créixer en zones on hi ha acumulació de petroli i poden utilitzar els hidrocarburs com a font de carboni, és a dir, com a nutrients.
• Saccharomyces: tenen capacitat de fermentar els carbohidrats mitjançant la degradació dels hidrocarburs.
• Penicillium: aquests fongs tenen enzims necessaris per poder obtenir carboni mitjançant la degradació dels hidrocarburs que conté el petroli. (veure imatge 7) 

Imatge 7. Penicillum. Fong amb enzims necessaris per obtenir carboni mitjançant la degradació d’hidrocarburs.

Encara que tots els gèneres de bacteris i fongs citats anteriorment són capaços de degradar el petroli amb les enzims necessàries per fer-ho, tenen més importància els bacteris, concretament els de l’espècie de Pseudomonas.

3. Importància ambiental de la biodegradació del petroli.

Com hem explicat anteriorment, la biodegradació és el resultat dels processos de digestió, assimilació i metabolització de compostos orgànics, en el nostre cas de hidrocarburs, per part de bacteris, fongs, protozous i altres microorganismes. És un procés natural que permet l’eliminació de compostos nocius impedint la seva concentració. També és important i imprescindible per el reciclatge dels elements de la biosfera, és a dir, permet la restitució d’elements essencials que després molts organismes necessitaran per la seva formació i creixement. 

Alguns exemples d’aquest elements serien els carbohidrats, lípids i proteïnes. Així dons, la descomposició és completa quan els compostos orgànics són retornats al medi en forma inorgànica o mineral. Alguns compostos són degradats a diòxid de carboni i aigua, metre d’altres són utilitzats pels sapròfags (són organismes heteròtrofs vegetals els quals obtenen la seva energia de la matèria orgànica morta o dels detrits refusats per altres éssers vius). D’aquesta manera pot tornar a començar la xarxa tròfica.

La majoria de compostos sintetitzats biològicament també poden ser degradats biològicament, ara bé, existeixen alguns compostos com la lignina o la cel·lulosa, que són difícilment degradables per molts organismes degut a les seves característiques químiques. Molts d’aquests compostos tan sols són degradats per microorganismes, fongs, protozous,... específics. Un exemple per entendre-ho millor síon els rumiants, que s’alimenten de vegetals com la herba. Aquests són incapaços de digerir i descomposar els principals compostos dels quals estan formats els vegetals per tant, és necessària una simbiosi amb microorganismes específics, dins del seu sistema digestiu, perquè puguin obtenir tot lo necessari del aliment que ingereixen.

La descomposició del petroli és similar a la descomposició enzimàtica d’alguns productes naturals difícils com la lignina, cel·lulosa, i diferents lípids, i requereix de microorganismes específics que puguin fer-ho, que el seu substrat alimentari siguin els hidrocarburs que formen el petroli. 

4. Aplicacions: la bioremedicació

   

La bioremediació és la biotecnologia  que es basa en aprofitar les capacitats metabòliques dels microorganismes per degradar contaminants químics presents en diferents matrius ambientals com els sòls, aigües subterrànies,... i així accelerar aquest procés natural per minimitzar la contaminació ambiental. La tipologia dels contaminants amb què els determinats microorganismes es mostren més efectius són amb els hidrocarburs. En la majoria de casos s’estimulen les poblacions microbianes presents (intrínseca o bioremediació natural), atès a la seva adaptació a les condicions de contaminació. En altres casos s’afegeixen inòculs microbians obtinguts al laboratori amb les capacitats catabòliques adients. 

Abans de realitzar el procés de bioremediació cal conèixer bé les poblacions microbianes presents i els factors ambientals que afecten al procés. Podem classificar la bioremediació segons on té lloc: In situ és tractar el material en el mateix lloc on s'ha produït la contaminació mentre que ex situ implica emportar-se el material contaminat i tractar de descontaminar-lo a qualsevol lloc.          

Bibliografia

Ferrera, R., Rojas,N, G., Poggi, H, M. Procesos de biorremediación en suelo y agua. Microbiologia. Vol 48 Nº2, 2006.

Vallejo V, Salgado L., Roldan F. Evaluación de la bioestimulación en la biodegradación de TPHs en suelos contaminados con petróleo. Colomb. Vol VII Nº.2, 2005. 

Biodegradació i bioremediació de fuel del Prestige - CSIC - http://digital.csic.es/bitstream/10261/26697/4/Jimenez_Nuria_4.pdf

 

Identifican bacterias capaces de biodegradar compuesto del petróleo - http://www.latercera.com/noticia/tendencias/2012/03/659-437111-9-identifican-bacterias-capaces-de-biodegradar-compuesto-del-petroleo.shtml 

Biodegradación de hidrocarburos - http://www.cricyt.edu.ar/enciclopedia/terminos/HidrocBiod.htm 
 

Experiment biorremediació - http://www.youtube.com/watch?v=_o3j9MiXL8Y

 

Noves tècniques de bioremediació - http://www.youtube.com/watch?v=UW1V2OFEbCI

Substàncies tòxiques produïdes pels microorganismes en el medi ambient

Substàncies tòxiques produïdes pels microorganismes en el medi ambient

INTRODUCCIÓ:

Les toxines microbianes són toxines produïdes per microorganismes, incloent bacteris i fongs. Provoquen infeccions, malalties i causen danys mitjançant la desactivació del sistema immune. Tot i això, algunes toxines microbianes també tenen usos medicinals, com per exemple nous medicaments contra el càncer i usos de toxines en la neurologia i biologia cel·lular

TOXINES MICROBIANES:

Neurotoxina botulínica

 Aquesta toxina esta produïda per el bacteri Clostridium botulinum. Aquesta es una de les toxines més efectives quan infecta un altre organismes ja que afecta el sistema nerviós i pot arribar a produir la mort. També es utilitzada en la medicina, en petites dosis, per poder controlar malalties que afecten el sistema nerviós i també en la cirurgia plàstica com a corrector d’arrugues.

Toxina antràcica

La toxina produïda pel bacteri Bacillus anthracis afecta en l’ activitat enzimàtica i metabòlica de l’individu parasitat i en pot arribar a produir la mort. Aquesta infecció és lenta cosa que provoca que la resposta immune es retardi.  

Citotoxina subtilasa

El bacteri Escherichia coli sintetitza aquesta toxina, la Subtilasa és una toxina que ha estat recentment descoberta i encara no es saben en certesa els seus efectes. 

Toxinas RTX de Vibrio

Aquesta toxina esta produïda per els vibrions V. vulnificus y V. Anguillarum, es tracta d’una proteïna que ajuda els bacteris a superar les defenses immunitàries dels organismes infectats.

Toxina de Helicobacter pylori (VacA)

Helicobacter pylori es tracta d’ un bacteri gram- negatiu que infecta  l’ estómac dels humans i que sintetitza aquesta toxina. Aquesta toxina infecta a les cèl·lules epitelials de l’estómac i immunitàries i en provoca la mort de les quals.  

Toxinas de Stapylococus

Les toxines codificades per el bacteri Staphylococcus aureus infecten els sistema immunitari i neutròfils de l’organisme infectat  cosa que fa que el bacteri sobrevisqui dins l’hoste.

VIES DE SÍNTESI:

Existeixen dues vies per a la síntesi de toxines; la primera és l'expressió genètica que dóna lloc a una proteïna o pèptid; l'altra és a través d'un complex mecanisme metabòlic el qual comprèn un gran nombre de reaccions químiques catalitzades per enzims específics que donen com resultat metabòlits secundaris amb propietats tòxiques. Un altre mecanisme consisteix a acumular i emmagatzemar compostos produïts per altres organismes com bacteris, plantes o altres animals. Això s'aconsegueix per mitjà de: a) l'alimentació, es a dir, ingerint organismes que contenen metabòlits tòxics, i compartamentalizant-los perquè no resultin tòxics a l'organisme hoste, o b) per mitjà de relacions simbiòtiques que permeten al hoste obtenir les toxines del seu hoste

Els cianobacteris produeixen potents toxines que s'agrupen en neurotoxines i hepatotoxines.

·         Neurotoxines: es produeixen quan les condicions són favorables i s’utilitzen quan les condicions no són favorables. L'activitat de les neurotoxines pot ser caracteritzada per l'habilitat d'inhibir el control neuronal sobre les concentracions d'ions a través de la membrana cel·lular o la comunicació entre les neurones a través de la sinapsi.

·         Hepatotoxines: es produeixen en les mateixes condicions que les neurotoxines, però aquestes entren als organismes a partir dels receptors dels àcids biliars i afecten sobretots els teixits del fetge. Les hepatotoxines ocasionen el tipus més comú d'intoxicació relacionat amb les cianobacteris.

Micotoxines: és una toxina produïda per fongs. Les micotoxines posseeixen estructures bioquímiques diverses, així poden ser proteïnes o no.

Quan les condicions són propícies, els fongs proliferen, formant colònies, i els nivells de micotoxines poden arribar a ser alts. Alguns fongs produeixen solament toxines severes en nivells específics d'humitat, de temperatura o d'oxigen en l'aire.

La funció d'aquestes és protegir a l'organisme que les produeix davant d'uns altres que poden, si no matar-lo, impedir el seu màxim desenvolupament i creixement

PROBLEMÀTICA:

Les neurotoxines són aquelles que afecten al sistema nerviós central. Algunes molt potents són les Clostridium botulinum la qual provoca el botulisme, malaltia que provoca la inhibició de la acetilcolina i produeix la paràlisis. És molt mortal. Una altra neurotoxina és la Clostridium tetani encarregada de provocar el tètanus. Genera grans convulsions fins arribar a matar. La bactèria allibera 2 toxines, la tetanolisina i la tetanospasmina les quals modifiquen les proteïnes encarregades de l’alliberació dels neurotransmissors.

En quant a les micotoxines podem destacar entre els seus sis tipus a les aflatoxines, les quals provenen del gènere de fong Aspergillus, tenen una elevada toxicitat i afecten aliments tal com els cereals o els fruits sec i són cancerígens. Altre tipus important són les Fusarium que poden provocar edemes pulmonar per ingerir blat contaminat. Per últim, podem destacar el gènere Claviceps el qual provoca necrosis en les extremitats a conseqüència d’una malaltia, que en la edat mitjana, provocava moltes morts i s’anomena el “ fuego de San Antonio”.

Un altre grup important són les cianobacteris. Com a conseqüència de diversos processos, es formen als llacs i als mars problemes mediambientals i que poden afectar a la salut publica, tal com la eutrofització i les marees vermelles. En tots dos casos s’alliberen toxines. En el cas de la eutrofització, les cianotoxines, poden ser pèptids, alcaloides o lipopolisacarids que afecten als sistema nerviós i digestiu. Són toxines que afecten al fetge (hepatoxines), la més important és la Microcystina.

Per últim, en les marees vermelles, la cianotoxina més important es Alexandrium catenella. Es transmesa per els mol·luscos, ja que aquests són filtradors i per tant, aquesta toxina, es pot adherir al sistema digestiu i ser transmès així a l’esser humà. És una toxina molt perillosa perquè no hi ha manera de saber quin animal esta infectat, fins que no ens adonem de les conseqüències.

EL SENTIT ECOLÒGIC DE LES TOXINES:

El sentit ecològic de les toxines ve determinat per l’aprofitament que alguns organismes fan d’aquestes substàncies o per l’afectació que tenen les toxines sobre el medi. Així doncs podem classificar l’efecte de la toxina depenent de si la seva repercussió és positiva o negativa per a un determinat organisme.  

Com a exemples d’aquestes interaccions entre els organismes i les toxines podem nombrar les relacions d’amensalisme i el cicle del nitrogen com afectacions positives. Per altra banda també hi ha les afectacions negatives per a la majoria dels organismes marins de les marees roges. 

En l’amensalisme trobem una interacció de competència entre dues espècies i una d’elles reacciona produint una substància tòxica que inhibeix el creixement o la reproducció de l’altra espècie. Aquest mecanisme el trobem en el Penicillium el qual per tal d’inhibir el creixement dels seus competidors allibera micotoxines al medi.

Alguns bacteris converteixen l’amoni en nitrits i uns altres el transformen en nitrat. Aquestes famílies de bacteris són els Rhizobium i tenen relació simbiòtica amb les lleguminoses. En el procés de nitrificació i desnitrificació, alguns grups de bacteris utilitzen el nitrogen com acceptor d’electrons en condicions anaeròbiques i d’aquesta forma es pot tornar a l’atmosfera per a complir el cicle.

Un altra afectació als organismes que provoquen les toxines són les marees roges, les quals es desenvolupen en condicions de refredament de la capa superficial del mar la qual baixa, i l’aigua del fons emergeix carregada amb nutrients. Això provoca els “Blooms” de fitoplàncton que generen substàncies tòxiques per a moltes comunitats d’organismes marins com és el cas de Alexandrium catenella, i d’altres vegades generen substàncies sense toxicitat.

UTILITATS:

Les utilitats més importants són:

·         Armes biològiques, per la seva capacitat de dispersió i contagi.

·         Antibiòtics, com per exemple la penicillium, que es capaç d’inhibir el creixement bacterià.

BIBLIOGRAFIA:

Revista elementos, ciencia y cultura: http://www.elementos.buap.mx/num66/htm/47.htm

Webacademia: http://centrodeartigos.com/articulos-para-saber-mas/article_45648.html

Semes: http://www.semes.org/revista/vol21_4/12.pdf

ABC: http://www.abc.es/agencias/noticia.asp?noticia=1174309

Anfaco(Ministerio economia i competitividad, Fondo europeo de desarollo regional): http://www.anfaco.es/webs/webAnfaco/portales/anfaco_cecopesca/files/2012/Purgademar_mayo2012.pdf

Sian:http://www.sian.inia.gob.ve/repositorio/revistas_ci/ZootecniaTropical/zt2304/arti/requena_f.htm

Marenostrum: http://marenostrum.org/ecologia/oceanografia/marea/

Els bacteris indicadors de contaminació en aigües. Diferents tipus de microorganismes que permeten estimar el risc de presència de patògens a l’aigua. Mètodes d’anàlisi, normatives i tractaments.

Introducció.

L’elevada humanització produïda al llarg dels segles ha comportat una pertorbació sobre la majoria de sistemes naturals. Pel que fa a les aigües continentals superficials, l’ésser humà n’ha afectat tant a nivell fisicoquímic com biològic. Així doncs, s’ha incrementat la presència de microorganismes patògens, molts d’ells originats dins dels éssers humans o en residus fecals d’animals. Cal no oblidar que microorganismes causants d’epidèmies en el passat encara hi són presents en aquests cursos fluvials, per això cal garantir una qualitat i un control.

Dins dels microorganismes patògens podem diferenciar diferents tipus:

•  Sense estructura cel·lular (tamany molt petit) -> Virus (Enterovirus, Rotavirus, Adenovirus i Virus de la hepatitis B i E).

•  Amb estructura cel·lular:

• Amb nucli -> Protists (Cryptosporidium parvum, Dracunculus medinesis).
• Sense nucli -> Bactèries (Vibrio cholerae, Shigella spp., Salmonella spp. i Yersinia spp.).

Per tenir una visió més clara d'aquests patògens clicar a "Know it" o mirar el video insertat a continuació.

Video 1. Tipus de microorganismes infecciosos (Youtube)     

El diagnòstic d'aquests patògens es pot realitzar de dues maneres diferents.

1.  Detectant-los directament mitjançant laboratoris especialitzats. Aquest mètode representa uns dies d'anàlisis i un cost elevat, a part, és inviable degut a l’alta presència de diferents espècies de patògens.
2.   També és pot fer servir un bioindicador. Els microorganismes bioindicadors són aquells que tenen un comportament similar als patògens, així com una mateixa concentració i reaccions davant de factors ambientals com el pH, la temperatura i la presència de nutrients. S’utilitzen perquè són més fàcils, ràpids i econòmics d'identificar.

   .

 Aquests microorganismes han de tenir unes característiques en concret:

• Ser un constituent normal de la microbiota intestinal d’individus sans homeoterms i dels seus excrements, i estar present quan els microorganismes patògens intestinals també ho estan.
• Presentar-se en nombre elevat, facilitant el seu aïllament i identificació.
• No ha de ser capaç de reproduir-se fora de l'intestí dels organismes.
• El seu temps de supervivència ha de ser igual o superior que el dels patògens i la seva resistència també.

Tipus de bioindicacors.

Per veure aquests bioindicadors clicar a "Click in".


Metodologia. 

Per fer un anàlisi microbiològic de l’aigua s’agafa una mostra (500-1000ml) en un recipient estèril d’algun lloc representatiu (pou, aixeta, llac etc) i es procedeix a analitzar-la abans de 6h.

Es fa un anàlisi dels indicadors que hem esmentat (coliformes, enterococus i clostridium) i a més també un recompte de tots els bacteris aerobis presents.

Aquest últim és molt útil per avaluar l’estat de l’aigua en general i l’eficàcia del procés de tractament en les potabilitzadores, i si els sistemes de distribució estan prou nets. A més, permet detectar canvis anòmals en el nombre de microorganismes: si augmenta repentinament pot advertir d’un focus de contaminació i s’investigarà immediatament.

L’anàlisi dels indicadors es fa de la mateixa manera en tots els indicadors i consisteix en realitzar un filtratge i un cultiu:

Imatge 1. Filtratge de membrana (virus.usal.es)

•            S’agafa una mostra de l’aigua recollida (normalment 100ml en aigües potables de consum públic)
•                    Es passa a través d’un filtre de membrana amb porus de 0,45um de diàmetre que reté tots els bacteris.
•          Es col·loca la membrana en una placa de petri on prèviament haurem posat un medi de cultiu selectiu (només deixa créixer els bacteris que volem mesurar).
•                         S’incuba la placa en una estufa (les condicions d’incubació són diferents segons els tipus de bacteris).
•                        Es compten el nombre de colònies formades (UFC).

Les peculiaritats per a cada tipus són les següents:

Coliformes:

Imatge 2. Cultiu de coliformes (vermell) i Escherichia coli 

(verd-blavós). (virus.usal.es)

Abans de realitzar el filtratge-cultiu, es realitza una prova prèvia per detectar o descartar la seva presència on s’inocula caldo de peptona en dilucions de la mostra d’aigua (10^-1, 10^-2 i 10^-3) i aquesta barreja en 3 tubs de lactosa bilis, i es deixa incubar a 37ºC durant 24-48h. Si s’observa creixement bacterià amb producció de gas, la presència de coliformes queda confirmada i es passa al mètode del filtre de membrana per quantificar la seva concentració.

El medi de cultiu és el Caldo Endo MF, i la incubació es realitza a 37ºC durant 24h. Els coliformes en general en formaran de color vermell metàl·lic i la  Escherichia coli concretament de color verd-blavós. 

Enterococus:

• En aquest cas el medi selectiu és azina sòdica i la incubació es realitza a 36ºC durant 48h.
• Es consideren colònies d’enterococus aquelles que mostrin un color vermell, marró o rosat. 

Clostridium:

• El medi selectiu és el m-CP i s’incuba a 44ºC durant 24h en condicions anaeròbies.
• Les colònies que mostrin un color groc opac i que canviïn a rosa o vermell davant de l’exposició de vapors d’hidròxid amònic es consideren de Clostridium perfringens.
• La resta d’espècies de clostridium apareixen de color groc-verdòs o bé color porpra. 

Bacteris aerobis:

Es realitza un banc de dilucions de la mostra i s’inocula aigua peptonada en cadascuna. Es col·loca 1ml de cadascuna en una placa de petri amb agar com a medi de cultiu i s’incuba a 37ºC durant 48h. Es compten totes les colònies que s’han format i es multiplica pel factor de dilució.

 Imatge 4. Cultiu de bacteris aerobis a diferents dilucions. (www.ipct.es)

Tractaments.

Per eliminar els patògens, l’aigua passa per un procés de desinfecció com un dels últims passos de les plantes de tractament d’aigua potable. Es fa mitjançant agents físics o químics els quals han de matar als microorganismes i han de mantenir-se com a agents actius en l’aigua per prevenir que creixin microorganismes en les canonades.

Hi ha molts tractaments, i nosaltres hem explicat breument els més utilitzats. 

 Taula 3. Principals mètodes de desinfecció de l'aigua.

Normativa.

Per l’ús domèstic o potable ens hem de basar en el RD 140/2003, el qual estableix que s’ha d’analitzar l’aigua per tal d’esbrinar si hi ha o no contaminació fecal. Pel consum humà només accepta les aigües no contaminades. 

Imatge 5. Anex 1 del Reial Decret 140/2003

A més, hi ha reglamentacions específiques per a cada ús. Alguns exemples són:

•           Sortida de les EDARs:  RD 849/86 on limita el màxim a 108 coliformes totals/100ml.
•           Reutilització d’aigües residuals (RD 1620/2007):

•         Usos urbans: concentracions de coliformes entre 0 ufc/100 ml i 200ufc/ml.

•         Usos agrícoles: concentracions de coliformes menors a 200 ufc/100 ml excepte en alguns casos que pot arribar fins a 10000 ufc/100 ml.

•         Usos industrials: concentració de coliformes inferior a 10000 ufc/100 ml.

•      Usos ambientals i recreatius:  hi han casos que les concentracions han de ser inferiors a 200 ufc/100 ml i en altres casos les concentracions poden arribar fins a 10000 ufc/100 ml.

•         Reg de boscos, zones verdes i d'altres zones no accessibles al públic: no hi ha cap límit fixat.

•           Recàrrega d'aqüífers. Si la recàrrega és per injecció directa la concentració ha de ser de 0 ufc/100 ml i si es produeix per percolació a través del terreny, la concentració ha de ser inferior a 1000 ufc/100 ml.

Per ampliar la informació, veure les següents taules, "See more".

Conclusions.

• Detectar directament els patògens és inviable (és molt costós, hi ha moltes espècies...), per tant, s’utilitzen bioindicadors com a mètode indirecte.

• Gran importància d’un control continu de la contaminació de les aigües ja que l’aparició eventual d’un patogen, si no es tracta immediatament, podria ocasionar molts problemes en la salut de moltes persones. 

• La desinfecció de l’aigua ha estat un dels grans avenços del s.XX en els països desenvolupats: ha contribuït en gran part en augmentar l’esperança de vida en aquests. El mètode més usat és la cloració ja que presenta una relació benefici/cost major. 

Bibliografia

Presentació online. Consultat el 25/11/2013.

www.slideshare.net 

Empleo de bioindicadores en estudios de evaluación de la calidad ambiental (Rafael Molero). Consultat el 22/11/2013.

http://www.uco.es/congresos/apoidea/pdf/conferencia-empleo-biondicadores.pdf  

Aspectos microbiològicos. Consultat el 18/11/2013.

http://www.who.int/water_sanitation_health/dwq/gdwq3_es_7_fig.pdf 

Univeridad de Córdoba (Consultat el 20-11-13) http://www.uco.es/congresos/apoidea/pdf/conferencia-empleo-biondicadores.pdf
SolarSafeWater (Consultat el 22-11-13) http://www.psa.es/webesp/projects/solarsafewater/documents/libro/02_Capitulo_02.pdf
Water Sanitation Health (21-11-13) http://www.who.int/water_sanitation_health/dwq/gdwq3_es_7_fig.pdf
Ciencias de la Tierra y del Medio Ambiente (Consultat el 22-11-13) http://www1.ceit.es/asignaturas/ecologia/Hipertexto/00General/IndiceGral.html
Agència Catalana de l'aigua. (Consultat el 23-11-13) http://aca-web.gencat.cat/aca/appmanager/aca/aca/
(Informació sobre legislació)

Arcos M. et al., Indicadores microbiológicos de contaminación de las fuentes de agua. División de Investigaciones, Universidad Colegio Mayor de Cundinamarca. 12/12/2005. http://www.unicolmayor.edu.co/invest_nova/NOVA/ARTREVIS2_4.pdf
Universidad de Salamanca. Departamento de Microbiología i Genética. (Consultat el 21/11/2013). http://virus.usal.es/Web/demo_fundacua/demo2/FiltraMembColiT_auto.html
Universidad Politécnica de Cartagena. (Consultat el 22/11/2013). http://www.upct.es/~minaeees/analisis_microbiologico_aguas.pdf

We hope you've enjoyed, thanks for reading us.

Production by Roger Porta, Jordi Miranda i Joan Pulido.

modificació dels terminis

Els terminis per al treball, finalment, seran els següents:

- publicació al bloc: 29 de novembre

- lectura dels treballs i redacció dels comentaris: 10 de desembre

- respostes: 13 de desembre

relació de temes adjudicats i grups

12. Microorganismes implicats en l’eliminació de matèria orgànica en el tractament biològic de les aigües residuals. Condicions de treball i processos que realitzen a cadascun dels sistemes de tractament en què es poden trobar. – Marta Perafita, Joan Reyes, Àngela Salvat

6. Els bacteris indicadors de contaminació en aigües. Diferents tipus de microorganismes que permeten estimar el risc de presència de patògens a l’aigua. Mètodes d’anàlisi, normatives i tractaments.  – Joan Pulido, Roger Porta i Jordi Miranda

5. Reservoris i vectors de bacteris patògens en el medi ambient. Principals reservoris ambientals i vectors que utilitzen els procariotes responsables de malalties que es transmeten pel medi ambient. – Aarón Bernaus i Mar Maté

2. Substàncies tòxiques produïdes pels microorganismes en el medi ambient: toxines dels ambients aquàtics i antibiòtics del sòl. Problemàtiques, sentit ecològic i utilitats. – Aitor Guerrero, Albert Cereza, Lluís Badia i Pau Fuyà

14. Microorganismes implicats en el compostatge a gran escala dels residus sòlids orgànics. Condicions de treball i transformacions que realitzen en les diferents fases del procés.  – Montse Hernàndez, Meritxell Masachs i Lourdes Fernández

7. Bioremediació de metalls pesants. Microorganismes i mecanismes microbiològics que permeten reduir les problemàtiques de contaminació per metalls. – Jordi Suquet, Pau Suy, Sergi Torrent i Carles Vergés

10. Bioremediació de plàstics sintètics. Mecanismes microbiològics per degradar-los o reduir-ne els efectes contaminants. Alternatives biològiques a la utilització de xenobiòtics per a la fabricació de plàstics. – Alex Casas, Albert Canal, Arnau Canelles, Jordi Català i Alba Casals

1. Intervenció dels microorganismes en els processos de contaminació per excés de nutrients. Bacteris que hi poden estar implicats i conseqüències de la seva activitat en l’eutrofització i contaminació d’aqüífers i fonts. – Ingrid Izquierdo, Julia Ruiz, Silvia Sanchez, Marti Collell i Aroa Navarrete

8. Biodegradació del petroli. Processos biològics de degradació dels hidrocarburs i microorganismes implicats. Condicions i mecanismes de bioremediació. – Mireia Salar, Ariadna Rodríguez, Meritxell Tañà i Núria Rigau

17. Microorganismes que afavoreixen el creixement de les plantes. Mecanismes per aconseguir-ho i interaccions que s’estableixen entre aquests microorganismes i les plantes. – Tania Castillo, Cristina Rexach, Ludia de la Puente, Oscar González i Sandra Garcia

19. Control biològic de fitopatògens mitjançant la utilització de microorganismes. Espècies implicades i mecanismes d’actuació. – Arnau Martorell, Alexandra Martí i Jordi Martí

16. Formació de biocombustibles a partir de la degradació microbiana de la matèria orgànica. Compostos orgànics recalcitrants i formació de carbó i petroli. Producció de metà pels arqueus metanogènics. – Laia Nägeli, Guillem Maneja, Sara Paz i Patricia Máiquez

13. Microorganismes implicats en l’eliminació de nitrogen i fòsfor de les aigües residuals. Mecanismes que permeten aprofitar la seva activitat per tal de reduir la càrrega de nutrients dels efluents de les depuradores. – Gemma Banchs, Ignasi Comas, Marc Forns i Marc Balcells