Microorganismos en Aguas Residuales

Tipos de Microorganismos

Células

Todos los microorganismos tienen 3 tipos de macromoléculas: ADN, ARN y Proteínas. El ADN contiene la información genética necesaria para determinar las propiedades específicas del organismo. El ARN-mensajero sirve de molde para la síntesis de proteínas. Las Proteínas (compuestas por aminoácidos) actúan en la formación de la célula y catalizan las actividades indispensables para la vida.

Existen 2 tipos de reacciones: biosíntesis y reacciones de producción. Las células son las unidades elementales de vida. Existen organismos unicelulares: bacterias, protozoos y algas; y pluricelulares.

Se dividen los organismos vivos en 5 reinos:

• Moneras: organismos unicelulares procariotas (bacterias, cianofíceas).
• Protistas: organismos unicelulares eucariotas.
• Hongos, animales y vegetales: organismos pluricelulares con células eucarióticas.

Células Eucariotas

Es la misma unidad estructural para animales, vegetales, protozoos, hongos y algún tipo de algas. Está rodeada por una membrana citoplasmática compuesta por 3 capas de lípidos y proteínas; posee sistemas de membranas en su interior: el retículo endoplasmático, una red irregular de canales interconectados que ponen en contacto directo el núcleo con los ribosomas del citoplasma; y el aparato de Golgi, una masa densa de sacos aplastados y tubos que empaquetan el material proteínico y no proteínico, sintetizado en el retículo endoplasmático, y lo transportan a la superficie de la célula para su expulsión. El núcleo es el principal depositario de información genética, además de mitocondrias y cloroplastos. En los cromosomas se halla el ADN y el ARN en el nucleolo.

Células Procariotas

Se encuentran en bacterias y cianofíceas, consta del citoplasma y el nucleoplasma, este último contiene el ARN. Algunas diferencias con las células eucariotas son:

1. Un tipo especial de lípidos, los esteroles, están siempre presentes en eucariotas y no en procariotas.
2. Los ácidos grasos de los lípidos de la membrana eucariota son poliinsaturados mientras que en procariotas son ácidos grasos saturados o monoinsaturados.

La información genética se encuentra en un solo cromosoma, no disponen de vacuola para regular la presión osmótica por lo que la única forma de evitar la rotura de la célula por la entrada de agua es la formación de una pared celular suficientemente resistente. No tiene movimientos intercelulares, pero sí extracelulares a partir de flagelos.

Virus

Microorganismos acelulares, son parásitos obligados, se transmiten de una célula a otra a partir de viriones que constan de un nucleido con solo una clase de ARN o ADN y una cápside. La característica fundamental es reducir la bioquímica de la célula hospedadora. Los virus de aguas suelen ser parásitos.

Bacterias

Son moneras. Las que hay en el agua pueden ser autóctonas, procedentes de la tierra o del aire (16 grupos): bacterias de aguas continentales y bacterias de mar.

Cianofíceas

Algas azules, son procariotas por lo cual su núcleo carece de membrana, su forma es muy variada, esférica, en placa, filamentosas pero siempre envueltas en mucosas. Se multiplican por división celular. Pueden desarrollar vida heterotrófica y pueden fijar N2, y algunas pueden precipitar cal contribuyendo a la formación de sedimentos calcáreos. Existen cianofíceas de aguas continentales y cianofíceas de mar.

Hongos

Heterótrofos, los hay saprofitos y parásitos, necesitan N2 libre, pueden desintegrar proteínas, azúcares, almidón, grasas, celulosa, aparecen en un rango de pH muy amplio, existen unicelulares y policelulares, se dividen mediante zoosporas flageladas, se extienden por seres vivos, plantas, rocas, existen terrestres y acuáticos (hongos de aguas continentales y hongos de aguas marinas).

Algas

Están ausentes durante el invierno y se desarrollan a mayor temperatura e iluminación del agua. Inconvenientes de las algas en aguas de consumo: atascamiento de filtros, producción de olores y sabores desagradables, generación de algunos metabolitos tóxicos. Existen 4 ramas:

• Clorofitas: poseen plastos de color verde puro, sustancia de reserva el almidón y tienen dos flagelos.
• Euglenofitas: unicelulares flagelados interior verde y no contienen almidón.
• Crisofitas: no poseen almidón, plastos amarillentos, elaboran aceites vegetales, posee silicio en su estructura celular.
• Dinofíceas: planctónicas unicelulares color marrón recubierta por placas de celulosa, son algas móviles.

Clasificación de los Microorganismos Según sus Requerimientos Nutricionales

1. Fotoautótrofos: utilizan la luz como fuente de energía y el CO2 como fuente de carbono (vegetales superiores, algas y bacterias fotosintéticas).
2. Fotoheterótrofos: utilizan la luz como fuente de energía y compuestos orgánicos diversos como fuente de carbono (bacterias).
3. Quimioautótrofos: obtienen energía de la oxidación de compuestos inorgánicos reducidos como H2S, S, Fe2+ (bacterias).
4. Quimioheterótrofos: utilizan fuentes químicas como energía y compuestos orgánicos como fuentes de carbono.

Ciclos Biogeoquímicos

Ciclo del Carbono

Las células fotosintéticas producen compuestos orgánicos, glucosa, a partir del CO2 atmosférico, agua y energía solar. Las células heterotróficas utilizan compuestos orgánicos producidos por estas células como combustible y el carbono vuelve a la atmósfera para ser utilizado de nuevo.

Ciclo del Oxígeno

Los organismos fotosintéticos producen oxígeno que es utilizado por organismos heterótrofos para oxidar combustibles.

Ciclo del Nitrógeno

El N se convierte en NH3 por el proceso de desaminación; el N puede ser asimilado por microbios y plantas para formar los componentes nitrogenados de la célula o puede ser convertido en NO2, NO3 por bacterias nitrificantes.

Ciclo del Azufre

Muchos microorganismos pueden producir H2S, pero este es inestable en ambiente aerobio por lo que se oxida a azufre o sulfatos mediante bacterias oxidativas.

Ciclo del Fósforo

Los fosfatos son indispensables para la vida de las algas y plantas acuáticas siendo el factor limitante de su crecimiento por eso cuando existe un riesgo importante de eutrofización en una EDAR a causa de vertidos se incorpora la eliminación de este nutriente por vía físico-química o biológica.

Ciclo del Hierro y Magnesio

El Fe forma parte de varias enzimas vitales para muchos microorganismos.

El Poder de Autodepuración del Agua

El poder de autodepuración de las aguas contaminadas depende de varios factores como la estación del año, siendo en los países templados mayor en verano que en invierno ya que prolifera el fitoplancton que suministra O2 a los microorganismos descomponedores; en el mar se tarda en depurar el doble de tiempo que en aguas dulces por estas dos circunstancias: el efecto dilución del agua marina sobre los nutrientes del agua vertida, y la muerte rápida de gran parte de los organismos descomponedores de aguas dulces una vez acceden al medio marino.

Bulking

Este fenómeno consiste en resumen, en la proliferación indeseable de hongos en estos medios bajo ciertas condiciones generales:

• Alto contenido en glúcidos del agua residual.
• pH bajo.
• Deficiencias de nitrógeno y fósforo en el medio.

Bajo estas condiciones los fangos de depuración se vuelven filamentosos y presentan una alta flotabilidad y por tanto una baja capacidad de sedimentación.

Reproducción de Virus

La reproducción de los virus tiene lugar en 5 etapas:

1. Penetración en el interior de la célula.
2. Síntesis de enzimas necesarias para la replicación del ácido nucleico.
3. Síntesis de los componentes del virus.
4. Ensamblado de los componentes.
5. Liberación de los mismos.

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