15/04/2011 CO 2 BIODEGRADAZIONE I MICRORGANISMI POSSONO AGIRE SUI COMPOSTI INQUINANTI. qualunque trasformazione venga operata sul substrato

Dimensione: px

Iniziare la visualizzazioe della pagina:

Download "15/04/2011 CO 2 BIODEGRADAZIONE I MICRORGANISMI POSSONO AGIRE SUI COMPOSTI INQUINANTI. qualunque trasformazione venga operata sul substrato"

Romolo Farina
6 anni fa
Visualizzazioni

1 BIODEGRADAZIONE qualunque trasformazione venga operata sul substrato I MICRORGANISMI POSSONO AGIRE SUI COMPOSTI INQUINANTI MINERALIZZAZIONE UTILIZZANDOLI COME FONTE DI NUTRIENTI (CARBONIO O AZOTO) CO 2 O COME ACCETTORI DI ELETTRONI NEI PROCESSI DI PRODUZIONE DI ENERGIA e-e- e- degradazione di una molecola organica fino ai componenti minerali (CO 2, H 2 O, NO 3- etc): in genere effetto dell azione di più specie microbiche DEGRADANDOLI NEL CORSO DELLA CRESCITA SU ALTRE FONTI (CO-METABOLISMO) Enzimi utili per il processamento dei nutrienti riconoscono come substrato anche il composto inquinante Degradazione del TriNitroToluene (cometabolismo) Nei pressi dei depositi di munizioni la percentuale di TNT nel suolo può arrivare al 5% Clostridium bifermentans può degradarlo velocemente in presenza di amido AMIDO C TNT Per questo motivo è importante che sia presente una fonte di carbonio efficiente, per ottenere una buona produzione degli enzimi necessari non usa TNT come fonte di energia ma lo degrada se è disponibile amido come fonte di carbonio 1

alcune molecole xenobiotiche sono completamente resistenti alla biodegradazione Le principali cause della recalcitranza (biologiche) Molte specie batteriche possono biodegradare il 2,4-D Catene

2 alcune molecole xenobiotiche sono completamente resistenti alla biodegradazione Le principali cause della recalcitranza (biologiche) Molte specie batteriche possono biodegradare il 2,4-D Catene alchiliche molto ramificate 24D 2,4 Anello aromatico alo/nitrosostituito Peso molecolare eccessivo ma il 2,4,5-T è fortemente recalcitrante Legami chimici o sequenza di legame inusuali Anelli aromatici molto condensati Solo Burkholderia cepacia è in grado di degradarlo, anche se lentamente Inattaccabilità da parte della maggior parte dei Le principali cause della recalcitranza (2) PESTICIDI Il composto non entra nella cellula le trasformazioni microbiche (es. sintesi) ottengono prodotti più stabili del composto iniziale i i gli enzimi degradativi non sono indotti dal composto Il composto non è disponibile (insolubile, adsorbito, tossico) CCl 3 Cl C Cl H DDT diclorodifeniltricloroetano (organo-cloruro) 4 ANNI S CH 3 O P SCHCOOC 2 H 5 CH 3 O CHCOOC 2 H 5 Malathion: Dietilestere dell acido mercaptosuccinico (organo-fosfato) 1 SETTIMANA Inattaccabilità da parte della maggior parte dei 2

3 ? Plastiche biodegradabili Inattaccabilità da parte della maggior parte dei FOTODEGRADABILI Esposizione UV Depolimerizzazione parziale Attaccabili da Ricerca di biodegradatori Comprensione della genetica della biodegradazione degra Polimeri che contengono amido degrb L amido (degradabile dalle amilasi) Connette tra di loro catene di polimeri biodegradabili degrc PLASTICHE PRODOTTE DA MICRORGANISMI Alcaligenes eutrophus, Bacillus cereus, molte pseudomonadi parametri fisici e chimici ottimali SOSTANZA INQUINANTE Sono costituite da poli-β- idrossialcanoato (PHA) Un polimero di riserva HABITAT disponibilita di nutrienti disponibilita di fonti di carbonio accessorie (co-metabolismo) tossicita biodisponibilità biodegradabilità presenza o meno di altri inquinanti tossici Il PHA può essere prodotto in varie forme differenti per Punto di fusione Resistenza alla tensione flessibilità ULTERIORI CONSIDERAZIONI solubilita dei prodotti di DEGRADAZIONE Presenza dominanza persistenza dei ceppi degradatori capacita di assunzione del substrato MICROBIOTA tossicita relativa dei prodotti di DEGRADAZIONE presenza di tutte le specie coinvolte (sinergismo) 3

Biodisponibilità = Accessibilità dell inquinante ai degradatori Goccioline

dimensioni Poca solubilità scarsa biodisponibilità Emulsionanti e

alla scarsa biodegradabilità Stimolazione delle attività di endogeni

dei del suolo aerazione Miglioramento della biodisponibilità esogeni

4 Biodisponibilità = Accessibilità dell inquinante ai degradatori Goccioline di petrolio batteri comunità microbica su goccia di petrolio Grandi dimensioni Poca solubilità scarsa biodisponibilità Emulsionanti e tensioattivi aumentano la biodisponibilità Elevato adsorbimento contribuisce alla scarsa biodegradabilità Stimolazione delle attività di endogeni Aggiunta di (Biomiglioramento) IN SITU Impiega il potenziale di degradazione dei del suolo aerazione Miglioramento della biodisponibilità esogeni Aggiunta di nutrienti (cometabolismo) endogeni EX SITU Più rapida e facile ma richiede scavo e spostamento 4

5 IN SITU EX SITU AGGIUNTA DI NUTRIENTI P N (AGGIUNTA DI NUTRIENTI) fonti di energia alternative AGGIUNTA DI OSSIGENO H 2 O 2 aria RIMOZIONE E RECUPERO IN UNA SEDE DIVERSA SUCCESSIVO RICOLLOCAMENTO NELLA ZONA DI PROVENIENZA AGGIUNTA DI MICRORGANISMI POSSIBILITÀ DI IMPIEGO DI MICRORGANISMI INGEGNERIZZATI 5

Documenti analoghi

I composti xenobiotici

I composti xenobiotici INSETTICIDA ERBICIDA INSETTICIDA ERBICIDA ERBICIDA LUBRIFICANTI FLUIDI DI CONDIZIONAMENTO VERNICI SOLVENTE INDUSTRIALE 1 I composti xenobiotici 2 Biodegradazione/detossificazione