Exercicis Biodegradació de hidrocarburs 221119 PDF

Preview

Summary

Download Exercicis Biodegradació de hidrocarburs 221119 PDF

Description

Exercicis de Biodegradació de plaguicides i hidrocarburs Consulteu el Tema 3 (Bloc 2) i Tema 5 (Bloc 3)

1.- En un estudi sobre la capacitat de biodegradació d’hidrocarburs de la comunitat microbiana del sol d’Alaska es van obtenir els resultats que es mostren a la taula 2. 1.1. Comenta breument com varia la degradació dels alcans en funció de la seva composició, la temperatura i el temps de duració de l’experiment. Per a composició, s’observa que si comparem a 180 dies a 10ºC i 5ºC, veiem que es major la pèrdua a 10ºC del “crude oil” Respecte la temperatura, la temperatura més optima és 10ºC i no 20ºC, per tant, els microorganisme del sòl de Alaska seran més actius a unes temperatures baixes. En quan el temps de duració de l’experiment, s’observa que a més temps, hi ha més degradació del sòl. És a dir, quan més temps hi passen els microorganismes en aquell sòl, aquests s’adapten a les condicions d’aquest sòl i , per tant, hi haurà més degradació. 1.2. Com es poden explicar els resultats obtinguts en el tractament amb Inipol? Hi ha més degradació amb més inipol (és un fertilitzant soluble en oli (apolar)), el inipol crea una emulsió olefílica, una barreja en un ambient apolar. Conté N,P i fonts de C, que son fàcilment biodegradables. Els bacteris necessiten nutrients que provenen del inipol. Afavoreix la degradació del compost en aigua (afavoreix la barreja d’oli amb aigua). Inipol fa augmenta la relació supvolum. 1.3. Considerant el cometabolisme microbià com una característica d’alguns microorganismes presents en el sòl, com podríem augmentar la capacitat de biodegradació d’aquests compostos en aquest experiment? Cometabolisme  degradació d’un compost si hi ha la presència d’un altre compost, sinó no es podria degradar. Administrar fonts de C senzills, perquè puguin començar a ser actius i degradar-les, això pot generar un estrès amb components no senzills.

2.- Comenteu les següents afirmacions (que poden ser certes o falses) de forma breu, però amb les argumentacions adequades segons cada cas:

(a) Els disruptors endocrins són hormones sintètiques terapèutiques que s’uneixen als compostos xenobiòtics per evitar el seu efecte tòxic. Fals, no son hormones. Són compostos xenobiòtics, aquests non similars en quan a l’estructura de les hormones, fent que s’adhereixin als receptors hormonals, i així substituir les hormones provocant una resposta hormonal. Aquests compostos són orgànics d’origen no natural (sintètics). (b) Bioactivació i biotransformació son sinònims, tenen el mateix significat. Fals, bioactivació; microorganismes transforma un compost en un altre més senzill. Si aquest compost transformat s’ha convertit en tòxic vol dir que s’ha activat i per tant, es refereix que hi hagut una bioactivació. La bioactivació deriva de la biotransformació. (c) La biodegradació de compostos xenobiòtics té lloc en condicions aeròbiques ja que son compostos recalcitrants que s’oxiden completament amb oxigen. Fals, també hi ha de condicions anaeròbiques i aeròbiques. Recalcitrants resistents a la degradació, els xenobiòtics ho son. (d) La capacitat de biodegradar molts compostos xenobiòtics no està codificada en el genoma de les cèl.lules. Cert, els plasmidis no formen part del genoma. Els plasmidis codifiquen per rutes de biodegradació dels compostos, però no en el genoma. I els plasmidis es poden intercanviar entre bacteris. (e) El cometabolisme és el tipus d’interacció metabòlica que es dona entre bacteris per degradar completament un compost xenobiòtic. Fals, el bacteri necessita de la presència d’un altre compost per a degradar-lo. Ex; enzim Metanomoncoxigenasa, agafa el metà, l’oxida i no es pot fer servir com a font de C per créixer. No els pot fer servir com a substrat natural per el seu creixement, però la metanomonooxigenasa pot oxidar-lo parcialment o completament aquest component. Tot i que, sense l’obtenció d’energia per el creixement. Sense el substrat natural els altres no poden ser biodegradables, però amb aquest enzim es poden biodegradar. (f) La biodegradació de xenobiòtics té lloc quan aquests son utilitzats com a font de carboni o donadors d’electrons. Fals, poden ser utilitzats com a acceptor d’electrons. Declorinar ; treure àtoms de Cl. Ex: va aïllar microorganismes amb capacitat de biodegradar el tetracloroetè produint un altre compost etè (no tòxic). Va utilitzar com a parella d’acceptor d’electrons l’etè i com a donador l’hidrogen.

3.- S’ha estudiat la capacitat de la comunitat microbiana d’un sol per a degradar dos herbicides bifenils policlorats (PCB); l’àcid 4-cloro-2-metil fenoxi acètic (MCPA) i l’àcid 2,4diclorofenoxi acètic (2,4-D). En aquest sòl, que ha estat recentment contaminat per separat amb un o altre plaguicida, s’han afegit, i per separat, diferents inòculs del mateix sol que han estat en contacte amb un o altre plaguicida i durant diversos períodes de temps. S’ha determinat el dies que passen abans no es detecta la degradació de l’herbicida (figura A). Es demana:

A

B

3.1.- Quin tipus d’inòcul té un major efecte en el inici de la degradació per cada herbicida estudiat?. Justifica la resposta. Inòcul  agafem una part del sòl per posar-la en una altre sòl. S’afegeix un 10% d’inòcul respecte el 90% de sòl. Ex: 10gr d’inòcul ( d’un altre sòl, s’afegeix a un sòl respecte els 90gr que hi ha). Lag Phase (estat latent) no està activat, no es detecta degradació. Com més alta es la latència  més dificultat del bacteri a adaptar-se al compost. 2,4-D  latència més baixa, bacteri més adaptat al compost perquè porta 1 any amb aquest compost. MCPA  latència més baixa amb 18 anys de MCPA, bacteri més acostumat. 3.2.- Les cinètiques de degradació representades a la figura B corresponen a un sol on s’ha afegit la mateixa concentració de MCPA, però en diferents períodes de temps. Assigna a cada sol de la taula inferior una de les cinètiques identificades amb diferent número a la figura B. Justifica l’elecció. Per què hi ha un percentatge superior a l’1% que no és degradat?.

Tipus de sol Sol que presenta contaminació crònica amb MPCA Addició de MCPA per primera vegada Segona addició de MCPA després de dos anys Tercera addició de MCPA després d’un any -

-

Cinètica nº 4 1 2 3

Cinètica 4; perquè si està esposat de forma crònica, té més capacitat de degradar-ho. Sòl que porta molt de temps i els bacteris ja estan adaptats. És més fàcil identificar microorganismes amb capacitat de degradar-los. Cinètica 1; passen molts dies abans que el compost no sigui degradat. Cinètica 2; perquè s’hi ha addicionat MCPA amb menys freqüència, els microorganismes encara no estan adaptats del tot al sòl. Cinètica 3; perquè s’hi ha addicionat MCPA amb més freqüència, els microorganismes estan més adaptats al sòl . es degrada més fàcilment.

4.- Compara les característiques dels plaguicides organoclorats i organofosfats en un taula en base a: (i) l’estructura química (tipus de compost), (ii) la solubilitat en aigua, (iii) la persistència en el medi ambient, (iv) la seva liposolubilitat, (v) el seu efecte tòxic i (vi) biodegradació. ORGANOFOSFATS Estructura química

Èsters amb àcids fosfòric

Solubilitat en aigua Persistència en el medi ambient

Solubles en aigua

ORGANOCLORATS Components aromàrtics que contenen clor Insolubles en aigua

Persistència curta

Molta persistència

Baixa, insoluble en ambients apolars Inhibició de l’enzim acetilcolinaesterasa i acumulació d’acetilcolina al teixit nerviós. Toxicitat a nivell de transmissió de l’impuls menor.

Alta, soluble en ambient apolars

Liposoluefecte

Efecte tòxic

Biodefradació

Més fàcilment biodegradable

Acció neurotòxica, bloqueig de la sinapsis i el mutagen per receptors. Poc biodegradable, encara pot estar present en alguns organismes....