Microbial electrochemical strategies for monitoring and remediating organic pollution in groundwater and sediments.
Authors
Deus Villagra, Andres DeDirector
Esteve Nuñez, AbrahamDate
2023Affiliation
Universidad de Alcalá. Programa de Doctorado en Hidrología y Gestión de los Recursos HídricosKeywords
Ingeniería y tecnología del medio ambientes
Procesos microbianos
Operaciones electroquímicas
Document type
info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
Version
info:eu-repo/semantics/acceptedVersion
Rights
Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internacional
Access rights
info:eu-repo/semantics/openAccess
Abstract
La electroquímica microbiana es una rama de la biotecnología que explora la interacción entre los microorganismos y los materiales conductores de la electricidad. Este campo ha evolucionado hasta dar lugar a una plétora de aplicaciones medioambientales, conocidas como tecnologías electroquímicas microbianas (MET, por sus siglas en inglés). Las MET pueden utilizarse para limpiar ambientes contaminados utilizando electrodos como aceptores o donadores terminales de electrones, lo que permite que el metabolismo microbiano actúe en condiciones diferentes de las condiciones naturales. Esta tecnología es muy versátil y puede aplicarse a diversas matrices, como aguas residuales, aguas subterráneas, sedimentos y suelos. Sin embargo, la implantación de las MET en aplicaciones de campo reales requiere superar desafíos microbiológicos, tecnológicos y económicos. A pesar de estos retos, las MET presentan un gran potencial como estrategia para mejorar la recuperación del medio ambiente. En esta tesis, hemos explorado la capacidad de las MET en entornos naturales para i) detectar contaminantes de aguas subterráneas como compuestos derivados del petróleo y agroquímicos como el lindano (Capítulo 2), y ii) remediar entornos contaminados con lindano (Capítulo 3 y Capítulo 4). A través de nuestra investigación, hemos demostrado la capacidad de estas tecnologías no sólo para detectar la presencia de contaminantes, sino también para facilitar su degradación, lo que conduce a la restauración del entorno natural. Nuestros hallazgos ponen de relieve que las MET son una valiosa herramienta para la vigilancia y la recuperación del medio ambiente. El Capítulo 1 recoge el estado del arte sobre el ámbito de estudio de la tesis: electrobiorremediación y detección bioelectroquímica de contaminantes en suelos contaminados. De hecho, proporcionamos una visión general sobre la contaminación ambiental especialmente centrada en los hidrocarburos aromáticos (BTEX) y clorados, incluyendo su impacto en el medioambiente y en la salud humana. Además, repasamos varios métodos para detectar y eliminar contaminantes del medioambiente, especialmente aquellos relevantes para nuestra investigación. En la última parte del capítulo, presentamos las MET, incluidos sus principios fundamentales y sus aplicaciones, haciendo hincapié en cómo potenciar el metabolismo microbiano de las bacterias electroactivas para detectar y remediar los entornos contaminados. Bajo la premisa de que una de las mejores formas de prevenir la contaminación es vigilar los lugares de riesgo, hemos explorado métodos innovadores para desarrollar la detección temprana in-situ de contaminantes en aguas subterráneas. De hecho, en el Capítulo 2, utilizamos estrategias electroquímicas microbianas para detectar contaminantes, como hidrocarburos del petróleo o agroquímicos, en aguas subterráneas a escala de microcosmos y mesocosmos. El biosensor consistió en una configuración de 3 electrodos con un electrodo de trabajo polarizado a potencial anódico (0.6 V vs. Ag/AgCl) instalado en un piezómetro. Tras la colonización mediante la comunidad microbiana de aguas subterráneas no contaminadas, observamos una respuesta (
Files in this item
Files | Size | Format |
|
---|---|---|---|
Thesis Andres de Deus Villagra.pdf | 6.180Mb |
|
Files | Size | Format |
|
---|---|---|---|
Thesis Andres de Deus Villagra.pdf | 6.180Mb |
|
Collections
- Tesis Doctorales UAH [1942]