BACTERIAS OXIDATIVAS DE HIERRO Y AZUFRE

Alean Hernández Alis JohenBedoya de Hoyos Esther Paola

Daniells Argumedo Cristian MoisésIbáñez Pinto Lina Vanessa

Machado Negrete Katherine LucíaMarzola Hernández Over Luis

INGENIERIA AMBIENTAL08/10/2015

LITOTROFOSlos organismo capaz de sintetizar todas las moléculas orgánicas necesarias a partir de sustancias inorgánicas simples (p. ej., H2O, CO2, NH3) y de alguna fuente de energía.

• Bacterias oxidantes de Azufre

• Bacterias oxidantes de Hierro

Sustrato inorgánico transformándose

+Obtención

HIERRO REDUCIDO

BACTERIAS OXIDANTES DE HIERRO

única fuente de energía =

• Usan CO2 como fuente de carbono, fijándolo a través del ciclo de Calvin.

* carecen de enzimas implicadas en el ciclo de Calvin y como fuente de carbono sustratos orgánicos como glucosa o aminoácidos

• Poseen un pH neutro y Ph Acido

• Aerobias : Aceptor final(O2)• Anaerobias : Aceptor final (NO3)

• Acidofilicas obligadas• son Gram negativas.• tienen forma de Bacilos• Phylum: Proteobacterias

CARACTERISTICAS

ALGUNAS BACTERIAS OXIDANTES DE HIERRO

Acidithobacillus ferrooxidans leptothrix ochraceaGallioneta ferruginea

NUTRICION

Las bacterias del hierro son un grupo especializado de litótrofos que son capaces de usar el hierro como fuente de energía.

PRINCIPALES GENEROS

A pH neutroGallionella ferrugineaSphaeritillus natansLeptothrix achrace

A pH ácidoThiobacillus ferroxidans

HABITATSViven en un ambiente en el que el acido sulfurico es el acido dominante y estan presentes en grandes cantidades de sulfato.

APLICACIONES EN LA INDUSTRIA

MÉTODOS

Técnica que usan bacterias específicas para extraer (lixiviar) metales de los minerales• Biolixivación:

• Biooxidación:

LAS BACTERIAS OXIDATIVAS DEL HIERRO

• Tiene su parte relevante en la oxidación del mineral pirita (FeS2), tiene lugar en las minas de carbón, cuando las rocas que contienen pirita se someten a movimiento, la pirita entra en contacto con las bacterias, éstas acidifican el medio, provocando el fenómeno de "drenaje ácido de las minas“.

• Thiobacillus ferrooxidans: Se desarrollan cuando la temperatura oscila entre 20-30ºC y el pH es moderadamente ácido (entre 2-4). Son termófilos y acidófilos. Es el tipo más común de bacteria en los depósitos residuales de minas. Incrementan la proporción de pirita en los depósitos de carbón. El proceso de oxidación que realizan, aparte de ser perjudicial para el medio colindante, puede ser beneficioso para el ser humano, ya que permite la separación de materiales como el cobre y el uranio (biolixiviación).

• Leptospirillum ferrooxidans: Se desarrollan cuando la temperatura oscila entre 30-50ºC y pH entre 1-2. Se encuentran en las aguas profundas de las minas, envueltas en un biofilm rosado que flota sobre la superficie del agua que surge de la mina. Son utilizados para la extracción de metales de los minerales (biooxidación).

¿COMO ACTUAN LAS BACTERIAS MINERAS?

ejm: Acidithiobacillus

BACTERIAS OXIDANTES DE AZUFRE

Las bacterias oxidantes de azufre constituyen un grupo principal de microorganismos quimiolitotrofos.

Sulfolobus ThioalkalivibrioBeggiatoa

FUENTE DE ENERGÍA

Las Bacterias del azufre toman compuestos de este como el sulfuro de hidrógeno, azufre elemental y el tiosulfato, como fuente de energía.

CARACTERÍSTICASUsan compuestos reducidos de azufre como fuente de energía : , S°, Las bacterias oxidantes del azufre y de sulfuros suelen ser litotroficas y producen sulfato.Las bacterias oxidantes del azufre también son capaces de catalizar la oxidación del sulfuro.Pueden distinguirse dos amplias clases :•las que viven en pH neutro o alcalino: Gallionella ferruginea, Leptothrix ochracea, Sphaeritillus natans. • las que viven en pH acido: Acidithiobacillus ferrooxidans

PRINCIPALES GENEROSThiobacillus ferrooxidans es una bacteria Gram-negativa de forma bacilar, que se encuentra en depósitos de azufre y sulfurosos.  Es de naturaleza autótrofa y aerobia estricta, es acidófila con resultados óptimos a pH 1.5-2.5 y 45-50°C, por lo que también es termófila.Posee flagelos polares que la dota de motilidad, no produce endoesporas y su capacidad oxidativa se da gracias a la enzima hierro-oxidasa.

Beggiatoa 

Es muy larga; sus células se unen una tras otra hasta formar largos filamentos deslizantes que se mueven sobre la superficie de los fondos poco profundos, tanto en aguas dulces como saladas. Beggiatoa obtiene la energía oxidando Sulfuro de Hidrógeno (ácido sulfhídrico) H2S, un gas inflamable, incoloro y tóxico. Al oxidar el H2S forma Azufre que queda almacenado en pequeños gránulos en el interior de su cuerpo y agua que se libera hacia el exterior.

Sulfolobus

Es un organismo esférico irregularmente lobulado.

La temperatura optima de crecimiento varia entre 60 y 80º C y el pH se sitúa en 2.0.

Sulfolobus oxida rápidamente H2S ;crece en la superficie de gotas o cristales de azufre y lo oxida a acido sulfúrico, el cual es el principal causante de la acidez de esos hábitats.

Thiothrix

Se mantienen de forma característica en ambientes ricos en sulfuros que contienen inclusiones de azufre elemental.Oxidan H2S a azufre elemental, que se acumula en las células; el azufre almacenado es oxidado posteriormente a sulfato.

ChromatiumCrecen en presencia de la luz en condiciones anaeróbicas. Pueden crecer en un medio inorgánico utilizando CO2 como única fuente de carbono en presencia de azufre inorgánico reducido. Ellos usan azufre y sulfuro como único donante de electrones fotosintética. Bacterias púrpuras de azufre tienen que fijar CO2 con el fin de crecido y sobrevivir.

FUNCIÓN EN EL MEDIO AMBIENTE Presentan gran importancia biotecnológica y ecológica,

ejemplo de ello puede ser la biominería o la biolixiviación de minerales como el uranio y el cobre.

Participan también en la desulfuración del carbón ayudando a separar el azufre inorgánico de éste. Lo transforman en un compuesto soluble en agua para evitar que en la combustión se produzca dióxido de azufre (SO2), un gas contaminante, que en la atmósfera da lugar a lluvia ácida.

SIMBIOSISLa simbiosis es un fenómeno de interacción biológica entre dos o más especies que conviven en inmediata proximidad estableciendo relación duradera con beneficio mutuo

SIMBIOSIS: UN PAPEL CLAVE EN LAALIMENTACION

El gusano Riftia pachyptila, desprovisto de boca y de tubo digestivo, el cual depende absolutamente de bacterias albergadas en su trofosoma para poder alimentarse. Dado que ellas transforman los sulfuros colectados por sus branquias en materia orgánica asimilable.

CICLO DEL AZUFRE

Es un proceso donde el azufre (S) sufre una serie de conversiones en su estado de oxidación, permitiéndole a ciertos microrganismos obtener energía de sustancias inorgánicas

𝑯𝟐𝑺 𝑺𝟎 𝑺𝑶𝟒−𝟐

ATP

BACTERIAS REDUCTORAS

Beggiatoa Thiobacillus

Todas las reacciones del ciclo del azufre son aprovechadas para el tratamiento de aguas residuales, lodos o incluso cultivos donde a suelos muy alcalinos se les añade azufre de tal manera que las bacterias puedan bajar el pH mediante la oxidación del azufre que genera el ácido sulfúrico

𝑺𝟎+𝑯𝟐𝑶+𝟏𝟐𝑶𝟐→𝑺𝑶𝟒

−𝟐+𝟐𝑯 +¿ ¿

El azufre elemental también es producto con valor comercial usado como materia prima en la industria química para la producción de