Microorganisme utilizate în protecția mediului

Conform ONU, biotehnologia este definita drept: Orice aplicatie tehnologica care utilizeaza sisteme biologice, organisme vii, sau derivate ale acestora, pentru a crea sau modifica produse sau procese in scopuri bine determinate.

Biotehnologiile mediului ofera beneficiile utilizarii unor combinatii de microorganisme selectate pentru capacitatile lor sinergetice de a imbunatati calitatea apei, a solului si a aerului.

Microorganismele sunt un grup heterogen de organisme unicelulare si pluricelulare, care dispun de un metabolism propriu si sunt capabile de a se inmulti.

Microorganismele sunt vietuitoare unicelulare sau pluricelulare, observabile numai la microscop. Dimensiunile celulei, reprezentand un organism, sunt de ordinul micrometrilor. Coloniile lor, formate din milioane de celule, se vad cu ochiul liber. Termenul de microorganism a fost dat de Louis Pasteur (1822-1895), cu etimologia : mikros = mic (grec.), bios = viata.

2. Microorganisme utilizate in biotehnologii aplicate in protectia mediului

Caracteristicile generale ale microorganismelor utilizate in ingineria mediului sunt:

- sa provina din natura;

- sa nu fie rezultatul unor activitati de manipulare genetica;

- sa posede echipament enzimatic adecvat;

- sa nu fie patogene sau toxice;

- sa manifeste flexibilitate metabolica;

- sa se integreze in conditiile naturale ale habitatului, fara sa afecteze echilibrul biologic;

- sa se dezvolte pe seama agentului poluant, disparand odata cu mineralizarea totala a acestuia;

- sa nu produca efecte nedorite care sa contravina legislatiilor si normelor de protectie a mediului.

Principalele categorii de agenti poluanti deversati in mediu sunt:

- compusi organici: hidrocarburi (pesticide, dioxine, furani, cianuri organice), halogenati volatili, halogenati semivolatili, nehalogenati volatili, nehalogenati semivolatili.

- compusi anorganici: metale, azbest, cianuri anorganice;

- compusi reactivi: oxidanti, reducatori;

Microorganismele cu un rol important in protectia mediului sunt: bacteriile, actinomicetele, levurile, fungii si algele.

2.1 Bacteriile

Sunt organisme unicelulare, asexuate (celula somatica fiind si celula reproducatoare), procariote (cu nucleu alcatuit dintr-un unic cromozom, fara membrana nucleara, fara nucleoli), haploide (cu unic set de gene), divizibile in celule identice, foarte numeroase, raspandite pretutindeni in natura, in sol, in apa, in aer, in corpul plantelor, animalelor si al omului. Au dimensiuni microscopice, de ordinul micronilor sau fractiunilor de micron.Sunt considerate cele mai vechi forme de viata de pe Pamant (cca. 4 miliarde de ani), constituind primele organisme cu structura celulara.

Se caracterizeaza prin complexitatea metabolica si o mare capacitate de adaptare.

Bacteriile prezinta forme celulare foarte diversificate si anume forme de baza, monocelulare, precum si forme derivate ale acestora, ce rezulta in urma asocierii stabile a celulelor rezultate prin reproducere.

Dintre formele de baza se disting urmatoarele: rotunde (cocii), alungite (bacili), incurbate (spirili, spirochete, vibrioni),filamentoase (actinomycetele).

Bacteriile se reproduc prin fisiune binara, un proces de reproducere asexuata in care o bacterie se

divide dand nastere la doua copii identice.

Figura1. Formele de baza si reproducerea bacteriilor

Figura 2.Structura celulei bacteriene

Rolul bacteriilor in protectia mediului

In conditii naturale, bacteriile au un rol imens in transformarea compusilor macromoleculari in compusi simpli, prin mineralizarea materiei organice nevii, contribuind astfel la realizarea naturala a circuitului unor elemente de importanta vitala: carbon,azot, fosfor,etc.

1.Specii de bacterii utilizate in procese de biosorbtie a metalelor grele:

- Geobacter mettallireducens: un microorganism care are capacitatea interna de a detecta metalele si de a se deplasa catre ele cu ajutorul flagelilor care ii cresc spontan in cazul in care sesizeaza prezenta unei surse de hrana. Convertesc uraniul dintr-o forma solubila intr-o forma insolubila, incapabila sa se mai poata infiltra in panza freatica.

1. Irina Volf, Elemente de biotehnologie si bioremediere,editura Pim, Iasi, 2007

2. Cristina-Maria DABU, Biotehnologiile mediului si calitatea mediului,

Buletinul AGIR, An IX, nr 4/2004;

3. Marian Jelea, Microbiologie generala - Note de curs, CEPA II.

4. Dana Malschi , Biotehnologii si depoluarea sistemelor ecologice -suport de curs, Cluj-Napoca,2014

5. https://ro.wikipedia.org/wiki/Protozoar#Grupe_ecologice_de_protozoare

6. Ghe.Crutu, Biotehnologii de remediere si biocontrol a solurilor si apelor contaminate cu ioni radioactivi utilizand sisteme microbiene libere si imobilizate in scopul preintampinarii dezastrelor ecologice-proiect, Bucuresti, 2011.