7/21/2019 Grupa 2205.docx

1/89

1.1. Sol

Ce este solul?

Solul este stratul superior al litosferei Pmntului, format din roci erodate care a fost

transformat de organismele vii.

Factorii de formare a solului

Procesul de formare a solului care incep de la roca gazd, component de baz solurilor, poate

sa urmeze un curs diferit n func ie de urmtorii factori de formare a solului:

climatice

ap

organisme vii

configura ia suprafetei

activitatea uman

timp vrsta solului!

Func ii de sol

Solul este o forma iune comple" care permite func ionarea ecosistemelor solurilor.

#ste nevoie de o parte din produc ia a biomasei primar i permite ancorare pentru plante,

care le furnizeaz ap, precum i produsele minerale esentiale.

$u procesele de descompunere a materiei organice i acumularea de %umus au loc.

&atorita compozitiei sale c%imice i propriet ile fizice sol formeaz un %abitat pentru

masiv cantit i de microorganisme i a altor organisme vii.

'n cadrul acestui pmnt %abitatul serve te la filtrare i de tamponare si la diverse func ii

care prote(eaz ecosistemelor mpotriva flu"ului mare de substan e nedorite din alte biosferei

elemente.

7/21/2019 Grupa 2205.docx

2/89

Compozi ia solului

Solul este compus din minerale i particule solide organice, aer, sol solu ie, i de via

organisme care apar n aceast. Propor iile anumitor componente n cadrul solul edere mai

mult sau mai pu in la acela i nivel pentru tipul dat de pmnt.

#le apar n sol ntr)o form de particule de diferite dimensiuni.

Cea mai mic *rac iunea const din coloizi minerali construite de aluminosilica i, silice

%idratat, aluminiu i %idro"id de fier.

coloizi sol absorb puternic o"igen, ap i substan e nutritive esen iale, n timp ce ei creeaz,

de asemenea, %abitat pentru microorganisme. Coloizii sunt o component a solului caredetermin +-#/

Substan e organice

substan e organice din sol sunt create de un rest de plante moarte, animale i

microorganisme, care sunt descompuse de microorganismele din sol.

&escompunerea substan elor organice este format din diferite procese microbiologice i

procese fizico)c%imice numite %umificare i a produselor finale sale sunt %umic substan e

%umus!, care sunt par ial n stare coloidal.

Coloizii organice sunt o surs de %ran pentru microorganisme. 0ai mult dect att, n

legtur cu particule prfoase, acestea dau solului o structur adecvat. 1umus)ul favorizeaza

cre terea plantelor superioare datorit capacit ii de a absorbi apa, precum i adsorb ia

sc%imb de compu i minerali.

Solu ia solului

Solu ia de sol este format din ap cu substan e organice i minerale dizolvate, precum i gaze.

pa are roc n sol datorit for elor capilare care ac ioneaz n cadrul agregatelor sale.

Compozi ia c%imic a solu iei solului se sc%imb n mod constant, n func ie, printre

alte lucruri, fluctua iile de temperatur i cantitatea de ap care, fie dilueaza

7/21/2019 Grupa 2205.docx

3/89

sau concentrate solu ie solului. Cu toate acestea, microorganismele care triesc acolo au

acces permanent la amoniu, fosfat i sruri de potasiu, precum i azota ii.

Compu i organici, u or disponibile, cum ar fi monoza%aridele i aminoacizi

se gsesc n solu ia solului. p sol ofer condi ii favorabile pentru diferite

organisme nu numai pentru microorganisme, dar, de asemenea, pentru plante!:

Se transport energie si substan e de)a lungul capilarelor. cesta influen eaz aerarea,

cantitatea i calitatea de nutrien i, osmotice presiune i p1)ul solu iei solului.

atmosfer solului

Atmosfer solului

atmosfer solului este aerul din sol care completeaz spa iile libere de ap ntre solidul

dintre particule. 0ai mult dect att aerul satureaz coloizii solului.

Cantitatea de aer n sol variaz ntre 2)345 din volumul solului. 6aze ce apar n mod

constant n aer sunt: $7, 87, i C87. 6azele tranzitorii sunt: $13, 17, C8,

$8", S87, 17S, C19, C71, precum i alte substan e organice volatile butiric,alcool,

esteri!.

Solul este, de obicei saturat cu vapori de ap i con ine de ;< ori mai mult C87 dect aerul

n atmosfer.

-recerea de o"igen la metabolismul fr o"igen reducerea sulfat,

denitrificare! apare n sol atunci cnd concentra ia de 87 scade sub ;5. Ca urmare,

se poate observa o cre tere a microorganismelor anaerobe.

Edaphon

8rganismele care triesc n sol crea o comunitate numit edap%on. acestea sunt

bacterii, ciuperci, alge unicelulare, plante vasculare i animale n special nevertebrate

care apar n stratul de suprafa a solului.

7/21/2019 Grupa 2205.docx

4/89

&atorit variet ii de abilit ile lor metabolice microorganismele din sol asigura permanen a

continuitate! a ciclurilor de elemente din natur.

#fectul activit ile lor nu este numai mineralizarea compu ilor organici, dar, de asemenea,

modificrile de compu i minerali, care au un impact mare asupra dezvoltrii

plantele verzi.

#dap%on constituie circa ;);

7/21/2019 Grupa 2205.docx

5/89

7/21/2019 Grupa 2205.docx

6/89

cizii lignin, c%itina, %idrocarburile, grasimile i acizii %umici, nu sunt descompuse cu

u urin de ctre

alte bacterii. /n timpul descompunerii de mai sus se produc compu i aromatici.

0irosul caracteristic de sol proaspt arat, mai ales primvara, vine de la bacteriile

actinomicete.

0irosul este cauzat de substan e denumite geosmin (1,10-dimetylo--de!alol!,care este

produs de Streptomyces griseus.

cestea sunt bacterii aerobe, n timp ce un grup mic are capacitatea de a efectua

procesele metabolice n condi ii anaerobe (Actinomyces, "icromonospora!.

0ulte tipuri de actinomicete produc antibiotice cum ar fi eritromicina, neomicina,

streptomicina, tetraciclina plus altele ca produs secundar al metabolismului.

pro"imativ B

7/21/2019 Grupa 2205.docx

7/89

utiliza multi metaboli i ai altor microorganisme, inclusiv diferi i polimeri, cre terea factorilor

si aminoacizii produsi de microorganism.

=acteriile care utilizeaz celuloza (#ellulomonas! apar in, de asemenea, formei de club.

Ciupercile&

*ungii apar in unui grup de organisme eucariote care sunt %eterotrofe absolute.

Cele mai multe dintre ele fac parte din grupul de bacterii aerobe sau ciuperci fermentare. #i

iau carbon

i energie pentru a construi propriile lor celule de la descompunerea compu ilor organici.

Ciuperci nu au nici clorofila, spre deosebire de bacteriile peretelui celular fungic con ine

c%itin,slicani si alte poliza%aride.

#le apar mai ales n straturile superioare ale solului, dar pot fi gsite si la adancimi de cca.

;m.

#i primesc n rela ii simbiotice cu alge, insecte si plante superioare multe specii de ciuperci

care sunt patogene pentru om,plante si animale.

*ormele lor vegetative creaza buc i filiforme, care sunt mai mult sau mai pu in ramificate

afar

i, de obicei, mai mult celular. 6rosimea lor ese o form miceliu sau t%allus individuala.

Celulele au dimensiuni de apro"imativ ;< pm.

Cele mai frecvente ciuperci de sol sunt genurile de $enicillium, Aspergillus, %richoderma,

&erticillium, 'usarium, Rhizopus, "ucor, Zygorhynchus, #haetomium.

Ciupercile cre c puternic n soluri acide i au o influen crucial asupra sc%imbarii p1)ului

olul bacteriilor i ciupercilor:

mbele sunt co)creatori de structura solului deoarece acestea creeaz %umus D cea mai

importanta

7/21/2019 Grupa 2205.docx

8/89

component a solului care influen eaz foarte mult structura sa, calit ile de sorb ie i bog ia

n compu i organici.

u un efect mare asupra modului de creare a te"turii miez i spongios.

Structura solului prin producerea de capsule mucoase, i la fel ca bacteriile filamentoase i

este determinat de forma de crestere a ciupercilor.

$hytoedaphon

$hytoedaphon este constituit n principal din alge i n mai mic msur de plantele

superioare.

lgele sunt componenta principala a$hytoedaphon. cestea sunt cele mai numeroase.

Suprafa a solului a(unge mai adnca prin arat, percolarea apei, activit ile animalelor

i capacitatea de a migra. &ou grupuri se disting: coloniile de alge care traiesc pe

suprafa a epip%toedap%on i cele care triesc n straturile mai profunde Dendop%toedap%on.

lgele din sol sunt autotrofe, cu toate acestea, cele care triesc n straturile profunde,se pot

%rani %eterotrof.

cestea (oac un rol important n ecosistemul solului i influen eaza calit ile i stabilitatea

acesteia.

Prin secre ie e"tracelular ele fertilizeaza solul i iau parte la descrcarea de nutrient gestanti

in mediul incon(urator.

nele alge verzi)albastre cianobacterii! sunt capabile de a fi"a azotul atmosferic

(Nostoc, Anabaena, Scytonema, %ylypothri)!. Solul locuit de aceste microorganisme

contine 7)9

7/21/2019 Grupa 2205.docx

9/89

E algele verzi - An!istrodesmus, #hlorella, #hlorococcum,

#hlamydomonas,#haracium,+lebsormidiumF

E diatomeele ) Achnanthes, #ymbella, unotia, 'ragilaria, antzschia,

Naicula,Nitzschia,$innulariaF

E algele galben)verzui)/otrydiopsis, eterothri), eterococcus, $leurochloris*

E euglenoide - uglena, $eranema*

E algele ro ii $orphyridium*

&intre organismele macrobiotice de plante mai mari care populeaz mediul din sol domina

organismele macrobiotice.

Fauna din sol (fig. 1.*$+!

0icrofauna solului este reprezentata de protozoare, care se %rnesc n principal din bacterii.

olul lor este de a realiza selectia i ntineri popula ia de bacterii din sol . Amoeba

i lagellates domina printre ei.

Smoc%in. ;.3. Principalele tipuri de faun din sol.

; ) &iplura insecte fara aripi!, 7 ) Protura insecte fr aripi!,

7/21/2019 Grupa 2205.docx

10/89

3 ) Collembola springtails!, 9 ) 0riapoda miriapode!, 4 ) carina acarieni!,

) @umbricus terrestis rme!, G ) $ematoda viermele de!, 2 ) %izopoda protozoare!

"esoaunaeste reprezentata de nematozi viermele de!, melci, insecte, miriapode,acarieni si

altele.#le se %ranesc cu materia organica moarta,care participa la formarea de %umus.

"acroaunaeste reprezentata de rme, cartite, roztoare. 8rganismele rup ,material din sol la

o adancime semnificativa. mele (oac cel mai important rol dintre nevertebrate,prin

alimentare cu materie organic moarta,absorbanta,si impreuna cu partea minerala a

soluluiFreziduurile non)digerate amestecate cu sol mineral si metabolitii se e"creta sub forma

de bucaticoprolites!,ce contribuie la formares de te"turi fine ale solului. 'n timpul perioadei

de un an,ramele, pe un %ectar,sunt capabile de a trece prin tractul digestiv G

7/21/2019 Grupa 2205.docx

11/89

$umrul e"act de viru i din sol nu este cunoscut. &imensiunea acestora este estimat la mai

pu in de

7/21/2019 Grupa 2205.docx

12/89

*ig. ;.4. ela ia ntre numrul de microorganisme din sol i marime

Ciupercile&

Ciupercile, cu e"cep ia dro(diei, apar n formele de miceliu sau spori. $umrul de astfel de

unitati pe ; gram de sol poate a(unge la cateva zeci de mii,dintre care sporii constituie oriunde

de la cateva zeci,pana la sute,in functie de umiditatea solului si substantele organice

disponibile.

Ciupercile sunt cele mai reprezentate n acidul de turb i resturile forestiere ale solurilor.

$u pot fi mai numeroase decat bacteriile.

0asa principala de ciuperci se gse te n stratul superior 7

7/21/2019 Grupa 2205.docx

13/89

Smoc%in. ;.. Specii de alge din soluri mii I g de substan uscat!

lgele&triesc n principal n straturile superioare ale solului oriunde ntre

7/21/2019 Grupa 2205.docx

14/89

%rnitoare ntr)o form accesibil!, p1)ul i a altor factori fizici care determin dezvoltarea

organismelor vii n ecosisteme.

*ig.;.G.elatia umiditatii din sol si numerele de fungi

Apa

E -oate microorganisme necesit medii ce con in ap pentru o bun dezvoltare.

E pa permite migrarea microorganismelor n sol, difuzare de substraturi i de ngr minte

agricole n interiorul celulei, precum i eliminarea produselor rezultate n urma proceselor

metabolice.

'n acela i timp, aceasta influen eaz men inerea corespunztoare a presiunii osmotice .

E &e asemenea, o concentra ie prea mare de nutrien i precum i %idratarea e"cesiv ncetinesc

sau opresc dezvoltarea microorganismelor.

E n e"ces de ap n sol scade difuzarea o"igenului i a azotului , precum i favorizeaz

dezvoltarea de prdtori ce se %rnesc cu bacterii. Cantit i insuficiente de ap pot preveniprdtorii de protozoare de la relocarea acestora i, prin urmare, spri(in dezvoltarea

bacteriilor.

E pa puternic legat de particule solide de sol nu poate fi disponibil pentru microorganisme.

E 'n general, mucegaiul i dro(dia au artat o toleran mult mai mare la des%idratarea

mediului dect bacteriile.

E &egradarea aerob a compu ilor organici din sol este cea mai eficient n condi ii de

umiditate a solului ntre 4

7/21/2019 Grupa 2205.docx

15/89

capacit!. >alori mici cauzeaz scderea activit ii apei , n timp ce valorile mari limiteaz

gradul de o"igenare a solului.

-resiunea osmotic

&ezvoltarea microorganismelor este influen at n mare msur de ctre presiunea

osmotic care este n strns legtur cu umiditatea solului care cre te treptat pe msur ce

solul se usuc.

'n solurile cu umiditate medie a presiunii solu iei fluctueaz ntre

7/21/2019 Grupa 2205.docx

16/89

E Solu ia solului se caracterizeaz prin propriet i tampon care dau capacitatea de a suporta

modificri de reac ie ntr)o anumit msur.

E p1)ul solului influen eaz solubilitatea i disponibilitatea de nutrien i . *ierul i manganul

sunt disponibile numai n condi iile n care nivelul p1)ului este sczut, n timp ce molibdenul

este disponibil numai n p1 ridicat.

E >aloarea p1)ului solului depinde de alctuirea lui c%imic, ns n timpul proceselor

biologice de descompunere a materiei organice, modificri ale p1)ului pot aprea ca rezultat

al metabolismului i fiziologiei microorganismelor.

E ciditatea solului poate cre te ca urmare a ploilor acide, fertilizrii, sau apari ia de bacterii

o"idante de sulf etc., ceea ce influen eaz o serie de transformri metabolice.

E na dintre cele mai sensibile reac ii la p1)ul solului este cea de nitrificare. ceasta este

transformarea $19K la $83) . ce ti ioni de asemenea afecteaz n mod semnificativ p1)ul

solului. bsorb ia de ioni de amoniu $19K! de microorganismele din mediu contribuie la

acidifierea solului, n timp ce asimilarea de nitra i $83! duce la alcalinizarea acestuia. 'n

consecin , a ceste sc%imbri afecteaz solubilitatea altor sruri i disponibilitatea lor

microorganismelor.

E 0ulte dintre speciile cunoscute de bacterii se pot dezvolta la p1 cuprins ntre 9)B.

-otu i condi iile optime de p1 pentru dezvoltarea bacteriilor este la nivelul p1)ului de

.4 ) 2.

7/21/2019 Grupa 2205.docx

17/89

) 0ezofile care pot s se dezvolte i s triasc n condi ii de umiditate si temperatur

moderate!

) -ermofile care pot s se dezvolte i s triasc la temperaturi nalte!

E Pentru psi%rofile intervalele de temperatur de dezvoltare sunt cuprinse ntre minus 4 pn la

K 74 AC, pentru mezofile intervalul este ;4) 94 AC i pentru cele termofile acesta variaz ntre

9

7/21/2019 Grupa 2205.docx

18/89

Condi iile de lips a o"igenului apare n soluri unde con inutul de o"igen este mai mic de

;5.

'n cazurile n care alimentarea cu o"igen nu este posibil, procesul de descompunere a

materiei organice biologice este realizat de bacteriile anaerobe. #le folosesc ca surs de

o"igen din compu i cum ar fi sulfa i sau nitra i . 'n condi ii de lips a o"igenului procesele de

descompunere a materiei organice sunt ncetinite i sunt mai pu in eficiente energetic.

Con inutul de nutrien i

Pentru a construi o biomas cu microorganisme, n afar de carbon, al i nutrien i cum ar fi

urmtoarele sunt esen iale : azot, fosfor, sulf, calciu, magneziu, potasiu. 'n mod special sunt

azotul i fosforul care sunt esen iale n produc ia de proteine i acizi nucleici.

Solurile fertile con in toate elementele esen iale n propor ii adecvate n timp ce n solurile

contaminate propor iile dintre elementele specifice sunt dereglate. Se crede c raportul de

greutate de carbon la azot i fosfor n sol ar trebui s fie de apro"imativ ;

7/21/2019 Grupa 2205.docx

19/89

descompun Li mineralizeaz componentele organice,consecinMa fiind :elementele

indispensabile din planta sunt rennoite,element bazat pe asimilarea de C87,din atmosfer.

Carbonul reprezint 4

7/21/2019 Grupa 2205.docx

20/89

&escompunerea poate aprea n condiMiile fr o"igen este diri(at de

genurile:cetovibrio,=acteroides,Clostridium,uminococcus.'n consecinM un numr

larg de substanMe gazoase c C87,17,C19 sunt create.

&escompunerea celulozei apare mai repede n solurile cu p%)ul neutru sau puMin acid Li

este ncetinit n solurile foarte acide.

0icroorganismele ce descompun celuloz se transform n compuLi mai simpli Li

astfel creeaz o baz nutritiv pentru toate solurile %eterotrofice

3escompunerea ligninei

@ignina aparMine unei largi grupe de compuLi aromatic,LiL pre deosebire de celuloz este un

component esenMial al Mesutului lemnos.pn la 3

7/21/2019 Grupa 2205.docx

21/89

1umusul este o substanM amorf ,n general nc%is la culoare,ce reface sistemul coloidal a

unei largi suprafeMe capabile s absoarb ioni de ap Li gaze.

ConMine fracMiuni de substanMe organice ce au o raMie sczut de C:$ de la ;< pn la

;4! n timp ce raMia acestor elemente n plantele moarte este de C:$O9

7/21/2019 Grupa 2205.docx

22/89

rmtoarea etap a %umificrii reprezint o"idarea polifenolului care duce la formarea

compusului de cianur. ceste transformri sunt catalizate de o"izi ai polifenolului produse de

diferite microorganisme, cum ar fi ciuperca Serpuma lacrmas.

ltima etap a procesului reprezint polimerizarea penolului o"idat.

3escompunerea humusului&

&egradarea %umusului apare n condiMiile n care e"ist o carenM de materie organic

proaspt Li cnd nu e"ist un surplus adecvat de nitrogen n sol.

Se consider c descompunerea se datoreaz bacteriei utoc%t%nous, care se

adapteaz lipsei de materie proaspt disponibil, n consecinM utiliznd componente

din comple"ele %umusului. 8 degradare particular de mare se regseLte n cazul

actinomicetelor Li n cazul unor bacterii precum 0icroccocus , Cornebacterium, Li n

cazul unor fungi putreziMi, numiMi Polis(iscus.

Se poate presupune c att n cazul formrii ct Li n cel al degradrii %umusului,

ntregul sistem de flora Li fauna (oac un rol deosebit de important.

5olul microorganismelor 6n procesele nitrogenului 6n sol $ ciclul nitrogenului

&atorit proceselor microbiologice , nitrogenul din atmosfer este ncorporat n

componentele celulelor organice proces numit Li fi"area nitrogenului!.

CompuLii organici din rezidurile animale Li plante, sunt mineralizate de

microorganisme Li apoi ncorporate n ciclul nitrogenului. 'n acest fel, nivelul

nitrogenului din atmosfera devine stabil.G25!

Ciclul nitrogenului n natur este compus din diverse legturi, precum:

fi"area n atmosfer a $7, n maniera simbiotic non)simbiotica, de ctre

microorganisme.

descompunera microbiala a componentelor organice de nitrogen, amonificarea)

eliberarea ionilor de $13 / $19.

tilizarea ionilor de $19 pentru resinteza de proteine a microorganismelorF utilizarea

ionilor de $19 c saruri de amoniu de ctre plante.

7/21/2019 Grupa 2205.docx

23/89

$itrificarea ionilor de $%9, nitraMii sunt creaMi prin nitriMi.

utilizarea nitriMilor de ctre plantele nalte , ct Li de ctre

microorganisme transformarea nitrogenului n protein!.

denitrificarea.

Fiarea nitrogenului atmosferic

similitorii capabili de n a fi"a nitrogenul doar n simbioz cu plantele :

bacteria zobium, care trieLte n simbioz cu plantele papilonaceous ,

aprovizioneaz solul cu cel mai mult nitrogen.cestea intra n rdcina plantei

unde se multiplic, formnd lungi Liruri de bacterii care penetreaz Mesutul

plantelor.Supracresterea unor Mesuturi n plante stimulate de bacterie cauzeaz

creLterea unor noduli care formeaz un anume tip de unitMi la nivelul

rdcinii.'n interiorul nodulilor, de produce o infectare a plantei, numit

bacteroida, care nu se reproduc, dar asigura creLterea continu.

#ste recunoscut importanta bacteroidelor n cadrul procesului de fi"are a

nitrogenului n atmosfer.=acteroidele conMin o vopsea roLie, numit

leg%emoglobina. 'Li trage numele dup asemnarea cu %emoglobin.

similatorii de $7 n viaMa liberifi"area de nitrogen non simbolic !

rmtoarea bacterie %eterotrofica poseda abilitatea de a repara nitrogenul liber din aer Li de a

mbogMi solul cu nitrogen:

erobe:zotobacter,zotomonas,&er"ia,c%romobacter

0icroaerop%ile)Pseudomonas,*lavobacterium,0cobacterium,erobacter

naerobe)unele specii de Clostridium c:Cl butricum,Cl. Pectinovorum

Printre grupele de autotrofe,abilitMile de mai sus sunt demonstrate de bacteria

fotosintetizant:C%lorobium,C%romatium Li canobacteria e".nabaena,$ostoc.

7/21/2019 Grupa 2205.docx

24/89

Amonificare

monificarea este un process al ionului de amoniu $19 sau a formaMiei libere de

amoniac.'n timpul primelor stadii ale acestui proces o rupere proteic Li o eliberare de

aminoacizi apare.poi apare dezaminarea aminoacizilor .uperea proteolitic a

proteinelor apare n urma participrii enzimelor e"ocelulare.minoacizii formaMi sunt

transportaMi ctre celulele microorganismelor unde procesul de dezaminare are

loc.moniul,fiind un gaz ,se rspndeLte repede n solurile uscate ntruct n cele

umede dizolv n ap $19./onii de amoniu formaMi sunt utilizaMi de bacterii Li de

plante pentru sintetizarea aminoacizilor.

,itrificarea

$itrificarea este un proces biologic al o"idrii amoniacului de bacteria nitrificatoare

c%emolit%otrop%s!.#nergia eliberat n timpul acestui proces este utilizat de bacterie

n sintetizarea compuLilor organici.

$itrificarea are loc n dou stadia:

'n primul rnd amoniul este o"idat n nitrit,bacteria o"idnd $19 n no7

:$itrosomonas,$itrosospira,$itrosoglea

'n al doilea rnd nitritul este o"idat pentru a forma nitrat.$itriMii sunt o"idaMi n nitraMi

de grupul de bacterii numit QnitroR,c genul $itrobacter,$itrospira,$itrococcus.

=acteria nitrificatoare este sensibil la acidifierea mediului ncon(urtorF

Procesul nitrificrii poate fi condus de microorganismele %eterotrofe.6rupul cel mai mare ce

conduce nitrificarea sunt fungi:spergillus,flavus,penicillium,Cep%alosporium.$itrificarea

condus de fungi este mai puMin sensibil la acidifiere Li mult mai rezistent la secet.$itraMii

formaMi n sol pot fi asimilaMi de plante ,curMaMi de ap sau descompuLi n procesul de

denitrificare.

7/21/2019 Grupa 2205.docx

25/89

3enitrificarea

&enitrificarea este procesul reducMiei de nitraMi pentru a forma molecule de nitrogen.Procesul

de mai sus este condus n primul rnd n condiMii fr o"igen Li are loc atunci cnd nitraMii sunt

utilizaMi pentru respiraMie c electroni terminali.0ai multe tipuri de bacterii %eterotroficeaparMinnd genului Pseudomonas,c%romobacter,=acillus sunt implicate n procesul de

denitrificare.educMia de nitraMi apare n cteva stadia.'n timpul primului stadiu nitraMii sunt

reduLi n nitriMi,iar mai apoi nitriMii sunt reduLi n o"izi nitrici Li n final n nitrogen

molecular.Procesul de denitrificare este de asemenea condus de unele bacterii c%emautotrofice

c -%iobacillus denitrificans.=acteria de mai sus obMine energia de la o"idarea compuLilor de

sulf pentru a reduce simultan nitraMii.Se crede c denitrificarea este un proces dezavanta(os

deoarece duce la deprivarea de compuLilor vitali de nitrogen de la plante.Pierderea denitrogen din sol din cauza denitrificrii creLte cu umectarea solului e"agerat,condiMii fr

o"igen,acumularea nitraMilor Li creLterea de temperatur.

1.7. Forme simbiotice

1.7.1. 8nteractiuni mutuale intre microorganisme

Simbioza

Simbioza in sens strict este o interactiune constanta sau temporara a doua specii diferite de

organisme, de obicei favorabile si adesea esentiale pentru unii sau ambii parteneri.Simbioza

din sol depinde de o utilizare reciproca a produsilor metabolici)unele microorganisme pot

utiliza produsi realizati de catre alte microorganisme.

&e e"emplu,bacteria de nitrificare e"emplifica cele de mai sus.$itrosomonas o"ideaza

amoniul pana la nitriti insa concentratia lor ridicata din sol ar fi to"ica pentru acest

gen.Prin urmare,nitritii sunt o"idati la nitrati neto"ici de catre genul $itrobacter./n

mediu,aceste bacterii apar mereu impreuna. n alt e"emplu de simbioza sunt lic%enii.ceasta este o forma simpla de interactiune

intre alge alge verzi sau alge albastre)verzi! si fungi de obicei scomcetes!.

-arazitism

7/21/2019 Grupa 2205.docx

26/89

#ste un tip aparte de interactiune a microorganismelor in care reprezentatii unor specii

folosesc pentru o perioada lunga de timp sau definitiv alte specii ca si forma de viata siIsau ca

sursa de %rana.Parazitii pot cauza daune intregii populatiei de microorganisme. n atac de

fagi pe bacteria nodul %izobium! e"emplifica cele de mai sus.

5uinarea

#ste o forma de %ranire cand o specie utilizeaza un alt organism viu ca sursa de %rana.Cel mai

bun e"emplu este utilizarea de bacterii de catre organismele protozoare.

Antagonism

#ste o intoleranta reciproca a diferitelor organisme in acelasi biotop.

Se poate manifesta in mai multe moduri, insa de cele mai multe ori este vorba de

concurenta pentru substantele nutritive.0icroorganismele care au o cerinta mare

pentru %rana concureaza cu microorganismele care au o nevoie redusa pentru

nutrienti./n astfel de cazuri ele priveaza microorganismele QslabeR de necesarul

nutritional prin urmare invadand %abitatul. Populatia organismelor Qmai putin solicitanteR declanseaza diferite strategii de

aparare.8 modalitate de a elimina concurenta poate fi acumularea de C87, acidificarea

%abitatului sau o productie de to"ine de in%ibare a cresterii. /n sol, un nivel relativ

ridicat a concentratiei acestora au un impact distructiv asupra tuturor

microorganismelor: amoniu, nitriti, acid sulfuric. 8 variatie speciala a antagonismului este antibioza. ceasta este caracterizata de

microorganismele care elibereaza antibiotic ca produs secundar a proceselor de

disimilatie.ntibioticele sunt produse in principal de catre actinomcetes,rareori de

alte bacteria si fungi.

lta variatie a antagonismului este micoriza. ceasta variatie este caracterizata deinfluentele litice a bacteriei inclusiv actinomicete! pe ciuperci cu a(utorul enzimelor

cum ar fi celuloza si proteaza de e"emplu produse de$seudomonassi/acillus!.

Comensalism

7/21/2019 Grupa 2205.docx

27/89

Comensalismul este un fel de interactiune intre microorganisme, in care un organism

beneficiaza de altul fara a adduce vreun avanta( sau dezavanta( celuilalt. &e e"emplu, un

proces de stimulare a celuilalt organism fara pierderea propriei cresteri.Se poate manifesta in

diferite moduri. &e cele mai multe ori un grup de bacterii modifica un substrat pentru a forma

produsele necesare disponibile de catre alte grupuri. &e e"emplu, un proces de descompunere

a celulozei de catre bacteria celulozica permite desfacerea acestui mare polimer in particule

mai mici care sunt utilizare de catre alte bacterii.

1.7.2. 8nteractiuni mutuale a plantelor si microorganismelor

#"emplele cele mai tipice de interactiune a bacteriilor cu plantele sunt urmatoarele simbioze:

bacterioza)simbioza plantelor si bacteriilor micoriza)simbioza plantelor si ciupercilor

Simbioza microbilor si plantelor$bacterioza

cordurile simbiotice sunt clar e"emplificate in rizosfera in aria careia se incorporeaza

suprafata e"terioara a radacinilor plantelor si solul adiacent.

Simbioza apare cand microorganismele se stabilesc in sistemele radacinii plantelor.

tat plantele cat si microorganismele pot beneficia mult dintr)o astfel de interactiune.

Cel mai bun e"emplu de astfel de interactiune este simbioza bacteriei %izobium cu

plantele papilionaceae.

Simbioza bacteriei Rhizobium este printre cea mai cunoscuta ca fi"and azotul in

organism.%izobium apartine bacteriilor %eterotrofe si aerobe./n timpul dezvoltarii in

interiorul tesuturilor vegetale ele obtin energia si carbonul necesar de la gazda. Pe de

alta parte,azotul asimilat de catre bacterii din aer este utilizat de catre plante.

=acteriile Rhizobiumpot trai in sol ani intregi fara a avea un contact cu plantele,

utilizand monoza%aride si manitol ca sursa de carbon si energie. /n aceste conditii ele

nu prezinta nicio abilitate de a reduce si fiza azot dar obtin acestea de la substrat sub

forma de azot amoniacal.Cu toate acestea,odata aflate in vecinatatea plantelor

papilonaceae cu care pot interactiona, penetreaza radacinile si formeaza nodule care

participa la fi"area azotului atmosferic.

Sistemul de simbioza este format numai cu anumite tipuri de plante papilonaceae si

potrivite genuluiRhizobium.

5izosfera

7/21/2019 Grupa 2205.docx

28/89

izosfera este stratul de sol din (urul radacinilor,unde printre altele, in concentratii

mari traiesc bacteria, fungi, protozoare, acarieni, nematode care de obicei formeaza

grupuri de specii caracteristice unei anumite plante. izosfera este ocupata de o mare varietate de forme, cu toate acestea$seudomonas si

Achromobactersunt cele mai numeroase iar cele mai putin numeroase sunt formele

Arthrobactersi/acillus. 8rganismele de mai sus utilizeaza nutrientii eliberati de catre

radacini. Cresterea numarului de microorganisme este insotita de marea activitate a

faunei solului, in special de acele organisme care se %ranesc cu radacini si

microorganisme. $umarul bacteriilor in rizosfera poate fi c%iar de ;

7/21/2019 Grupa 2205.docx

29/89

Ciuperca se dezvolta pe suprafata radacinilor plantelor creand un fel de manson

alcatuit din fire impletite de miceliu. 1ifele e"terioare ale acestui miceliu patrund in

sol, in timp ce cele e"terioare penetreaza straturile superficiale a tesuturilor radacinii.

Ca rezultat al micorizei, radacinile pierd firele de radacina si devin mai scurte din

momentul in care functiile radacinii sunt preluate de fungi. &eoarece forta de aspiratie

a miceliului este mult mai puternica decat cea a radacinilor, planta este mai bine

alimentata cu apa si saruri minerale decat in cazurile in care nu e"ista micoriza.

Pentru plantele care interactioneaza cu ciuperci micorizante, absorbtia de azot poate

creste cu B

7/21/2019 Grupa 2205.docx

30/89

utilizeaza compusii organici din mediul poluat ca substraturi alimentare. &upa degradarea

compusilor poluanti, populatia de microorganisme reduce. 0icroorganismele moarte sau un

numar redus de microorganisme odata lipsite de substraturile alimentare nu mai prezinta

niciun pericol pentru mediul incon(urator.

#riterii de bioremediere

Scopul bioremedierii este neutralizarea poluarii organice pentru a atinge concentratii

nedetectabile sau concentratiile admise de reglementarile nationale ale anumitor tari.

=ioremediere este utilizata pentru curatare de terenuri si a apelor subterane, precum si a

canalizarilor si a namolurilor. /n timpul utilizarii bioremedierii in scopul neutralizarii poluarii

trebuie indeplinite urmatoarele conditii:

a! mediul supus bioremediere ar trebui sa contina microorganisme caracterizate prin

procesele catabolice specificeF

b! microorganisme utilizate in cadrul procesului de bioremediere trebuie sa fie capabil sa

converteasca eficient compusii c%imici si sa reduca concentratia acestora pana la nivelul

permis de reglementarileF

c! metabolitii produsi in timpul biodegradarii nu pot avea proprietati to"ice, mutagene sau

cancerigeneF

d! conditiile in zona imediata unde procesul se desfasoara ar trebui sa fie favorabil cresterii si

activitatii microorganismelor nutrientii adecvati, p1 acceptabil, o"igen sau alte acceptoare de

electroni, de nivel acceptabil redo", umiditate favorabila!F

>iteza de biodegradare poate fi limitata de: temperatura, to"icitatea contaminantilorconcentratiF sau limitari de transfer de masa.

1.9.1. Microorganismele folosite in tehnologii de remediere

Procesele de bioremediere pot fi efectuate de catre microorganismele auto%tone, care

populeaza in mod natural solul I mediul acvatic in curs de purificare, sau prin alte

microorganisme, care deriva din medii diferite. Cu toate acestea, in ambele cazuri, acestea

sunt caracterizate de o activitate de degradare a ridicata "enobioticelor .

7/21/2019 Grupa 2205.docx

31/89

legerea tulpinilor capabile pentru a fi folosite pentru inlocuirea solurilor contaminate

creeaza multe probleme:

/n afara de inalta eficienta in descompunere "enobioticelorR, tulpinile alese ar trebui sa

aiba, de asemenea, multe caracteristici suplimentare, care permit adaptarea si dezvoltarea intr)

un mediu nou.

na dintre conditiile pentru adaptarea inoculanta din sol este o lips de interactiune

antagoniste cu apa si microflora naturala din sol

0ai mult decat atat, ele nu pot fi microorganismele patogene, nici pe cele care, in timpul

cresterii pe %idrocarburi, produc substante cu citoto"ice, mutagene sau proprietati

cancerigene.

Selectia microorganismelor specializate in degradarea anumitor compusi se bazeaza pe

procesele de adaptare sau operatii genetici. Substantele care formeaza o contaminare a

mediului lui, de regula, sunt compuse din multi compusi. Prin urmare, o curatare completa a

solului necesita un deosebit, atent selectat amestec de microorganisme. tilizarea de

microorganisme mutante este utila doar in metodele e" situ in cazul in care conditiile precise

de control de proces si de prevenire a contaminrii cu mutanti periculoasi e"istenti. Pentru aevita problemele legate de introducerea de organisme straine in mediu, ar trebui creat

amestecuri de microorganisme de a degrada contaminarea. 0ai mult decat atat, te%nicile

utilizate pentru a permite microorganismelor sa se adapteze in mod constant trebuie

imbunatatite noile conditii.

$umarul initial mare de microorganisme din sol pot fi obtinute la inceputul procesului

de purificare prin inocularea solului cu microorganisme. cest lucru permite un proces de

bioremediere mai rapid si mai eficient. /nocularea solului se realizeaza dupa crestere a

microorganismelor intr)un bioreactor. Cele cultivate microorganisme auto%tone naturale sau a

tulpinilor special preparate derivate dintr)o colectie de culturi si I sau preparatele comerciale

sunt utilizate in procesul de inoculare. -ulpinile sunt stocate in forma liofilizata, congelate sau

plasate intr)o suspensie speciala. 0icroorganismele pot fi incorporate in ambele soluluri si a

mediului de apa sub forma unei suspensii sau plasate pe un suport solid imobilizat!.

Culturile microbiene contin, de obicei, un amestec de bacterii, nutrienti, un suportsolid si eventual enzime. /n functie de compozitia acestor bio)preparatele utilizate pentru

7/21/2019 Grupa 2205.docx

32/89

bioremediere cele de mai sus poate fi impartita in microbiologice bacteriene!, enzimatica si

bacteriene)enzimatice. vanta(ul de preparate microbiologice in legatura cu preparate

enzimatice este faptul ca microorganismele se multiplica intr)un mediu curat anterior intrucat

se adauga preparatele enzimatice, in doze specifice, fara posibilitatea de multiplicare. na

dintre conditiile care trebuie indeplinite pentru a obtine biodegradare eficienta este

accesibilitatea bacteriile pentru straturile contaminate de sol. 0igratia in sol depinde de

numarul de microorganisme, precum si de tipul de sol. #fectele procesului de biodegradare a

"enobioticelor in sol sunt dependente de metoda utilizata pentru a inocula solul cu

microorganisme. cesta trebuie sa asigure o distributie uniforma a microorganismelor din sol

si contactul cu substante nutritive continute in sol. /ntroducerea de suprafete inoculante nu

este foarte eficienta datorita migratiei lente de microorganisme, in special in soluri, care

contin argila si mal. /n scopul de a accelera procesul de migrare se aplica urmatoarele:

in(ectii cu utilizarea ec%ipamentelor de inalta presiuneF

imobilizare de microorganisme pe suporturi solideF

camp electromagnetic pentru a accelera migrarea bacteriilor in solF

&atorita faptului ca bio)preparatele sunt compuse din organisme vii, aplicarea lor necesita ocunoastere aprofundata a subiectului, precum si o supraveg%ere atenta a procesului de

curatare.

1.9.2 Stimularea de bioremediere

Procesele de bioremediere sunt concepute pentru a optimiza condi iile de cre tere

microbian i degradarea contaminan ilor. Cre terea microbian i metabolismul

contaminan ilor necesit macronutrienti fosfor i azot! i micronutrienti.

Cererea de nutrien i este specific pentru fiecare caz. S)a determinat c raportul dintre

carbon la azot i fosfor n sol trebuie s fie cuprins ntre ;

7/21/2019 Grupa 2205.docx

33/89

legerea dozelor adecvate de substan e biogene ar trebui s fie foarte precis i

rea(ustata la condi iile de sol, deoarece s)a artat c, de e"emplu, compu i azota i n numr

e"cesiv pot ncetini procesul de biodegradare.

Selec ia de nutrien i cu o compozi ie optim se realizeaz n laboratoare. -ipul de

nutrien i care lipsesc se stabile te prin cre tere bacteriilor n prezen a a diverse surse de

elemente biogene i de o supraveg%ere atent a cre terii lor. 'n plus, reducerea polurii, a

consumului de o"igen i dio"id de eliberare, sunt msurate.

1.9.* Clasificarea metodelor de bioremediere

&ivizia de metode de bioremediere se poate face n conformitate cu nivelul de

o"igenare a mediului, precum i loca ia procesului de cur are.

'n func ie de nivelul de o"igenare a mediului tipurile de purificare biologic pot fi mpr ite n

aerobe, anaerobe I aerobe, i anaerobe. 0icroorganisme aerobe folosesc o"igenul ca acceptor

de electroni. 0icroorganisme anaerobe folosesc alMi acceptori de electroni, cum ar fi azotatul,

sulfatul, fierul, manganul, sau compu i organici.

8rganisme facultative pot folosi o"igen, n cazul n care este prezent sau alt electron acceptor

n cazul n care nu este. Cele mai multe procese de bioremediere a solului sunt de tip aerobic.

'n condi ii anaerobe descompunerea microbiologic de poluan i este mai lent i produsele

finite pot avea un caracter to"ic.

Sursa de o"igen utilizat de ctre microorganisme n procesele de respira ie poate fi

aerul atmosferic care a(unge n sol pasiv sau prin for . -raseul pasiv depinde n solurile

naturale de aerul atmosferic. Cre tere activ a o"igenului livrat se poate face prin amestecarea

mecanic a straturilor superficiale ale solului grparea, aratul etc.!, introducerea de lnci

speciale de pulverizare perforat ac ionate direct n sol sau aerarea cu compresoare Li

ventilatoare *ig. ;.;4); !. 'n plus, mbog irea mediului n o"igen poate avea loc din cauzautilizrii de pero"id de %idrogen, care se descompune n sol la ap i o"igen.

'n func ie de nivelul de contaminare precum i caracterul mediului recultivat,

bioremediere poate avea loc prin ambele metode, n situ sau e" situ. 'n prima, n situ, ideea

este c poluarea este eliminat direct la locul unde se produce. Cu toate acestea, n a doua

metod solul sau apele contaminate sunt e"cavate n fa a procedurile efective de regenerare.

'n situ te%nicile nu necesit e"cavarea solurilor contaminate lucru ce poate fi mai pu incostisitor, creeaz mai pu in praf, i este posibil s se trateze un volum mare de sol i

7/21/2019 Grupa 2205.docx

34/89

provoac eliberarea mai mic a contaminan ilor dect prin metodele e" situ. &ar, n situ

te%nici sunt mai lente dect e")situ, pot fi dificil de gestionat, i sunt mai eficiente la site)uri

cu sol permeabil. 0etodele e" situ sunt utilizate n cazul n care e"ist pericolul migra iei

poluanMilor to"ici n apele subterane i n cazul n care procesul de deto"ifiere trebuie s se

desf oare ntr)o perioad scurt de timp.

*ig ;.;4. >entila ie pasiv n pmnt e"cavat folosind lnci de aer

*ig ;.;. Sistem de aerare activ

1.9.+. Metodele 6n situ

7/21/2019 Grupa 2205.docx

35/89

0etodele n situ se bazeaz n principal pe bio)stimularea proceselor organice de

degradare a poluantului prin mbog irea apelor sau solului n elemente biogene, de corec ie a

aciditMii, precum i de aerarea lor. Pot fi folosite urmtoarele metode n situ.

Metode agricole

cestea sunt metodele cele mai frecvent utilizate de decontaminare a solului. #le sunt

eficiente cu aproape toate componentele de combustibili. Produse u oare, cum ar fi benzina,

sunt eliminate prin vaporizare sau, n msur mai mic, de biodegradare. Cnd vine vorba de

produse grele, cum ar fi motorine i Herosen, contaminarea este eliminat n principal de

biodegradare. #"ist mai multe variante ale metodelor agricole, n func ie de solu iile

te%nice.Cea mai simpl varia ia depinde de rspndire solului contaminat ntr)un strat sub ire

de nu mai mult de

7/21/2019 Grupa 2205.docx

36/89

geologic a terenului, care permite o curgere controlat a mediului aer, vapori de ap,

solu ii!.

&escompunerea natural poate fi accelerat prin utilizarea a a)numita bio)e"trac ie.

8ptimizarea procesului poate fi realizat prin cltire mediile de sol i ap prin infiltrare for at

a apelor subterane ap ce stimuleaz bioremedierea n situ! i aerare bio)ventilarea solului!.

0icroorganismele i nutrien ii livraMi cu ap stimuleaz biodegradare produselor petroliere, n

timp ce aerul mbog e te solul n o"igen deci particip la biodegradare.

Apa stimulatoarea bioremedierii

Scopul procesului de mai sus este de a for a un flu" vertical i apoi orizontal de ap,

mpreun cu contaminanMii organici n mediul de ap i sol fig. ;.;G!.

*ig ;.;G. pa stimuleaz bioremedierea solului

ceast metod este utilizat pentru cur area mediului de substan e insolubile

petroliere legate care s)au adunat la suprafa a apelor subterane. 'n timpul procesului, apa

freatic este pompat afar pn la suprafa , purificata, o"igenat, i se ntoarce napoi la

sursa dup mbog irea cu nutrien i. 'n alte cazuri, flu"ul apelor subterane poate fi utilizat.

pele sunt ob inute din fntni, care sunt situate n cele mai mici puncte.

ceste ape sunt apoi trimise la bio)reactoare, n care are loc procesul de biodegradare

a produselor din domeniul petroliere. ceeaLi ap revine apoi, din nou la sursa ei. 0etoda de

mai sus este o combina ie de n situ i e" situ, metode care sunt complementare ntre ele, care,

la rndul su, permite optimizarea procesului. pa stimulatoare bioremedierii poate fi asistat

de surfactan i. S)a artat c agen ii tensioactivi sintetici i biosurfactan ii accelereaz

7/21/2019 Grupa 2205.docx

37/89

procesele de biodegradare a contaminan i %idrofobi, n special a frac iunilor grele de produse

petroliere. Cre terea solubilitMii i formarea emulsiei are ca rezultat o mai bun mobilitate a

produselor petroliere n sol i n suprafe e mai mari specifice accesibile microorganismelor.

-ensioactivii pot cre te, de asemenea, permeabilitatea solurilor

io entilarea

ccelerarea proceselor naturale de biodegradare poate fi asistat de ventila ie solului.

>entila ia este o metod fizic, care poate fi utilizat ca o te%nic de decontaminare

independenta utilizat pentru ma"imizarea volatilizrii de %idrocarburi cu mas molecular

sczut de e"emplu produse bazate pe benzin sau solven i!. Cu toate acestea, n timpul

acestui proces se produce o foarte mic biodegradare.

*ig ;.;2. =ioventila ie, a! e"trac ia aer)sol, b! in(ec ie de aer

Procesul de ventila ie permite scoaterea produselor petroliere volatile din zonele de

aerare i satura ie, n acela i timp, mbog ind pmntul cu aer i cre terea nivelului de

o"igenare.

Procesul de aerare poate fi att activ ct Li pasiv. 'n cazul unei ventila ii pasive aerarea

se face prin utilizarea de reMele de conducte perforate. >entila ie activ cu toate acestea,

depinde de crearea de presiune negativ e"trac ia aerului din sol! sau presiune pozitiv

in(ec ie de aer! *ig. ;.;2!.

7/21/2019 Grupa 2205.docx

38/89

#ficacitatea bio)ventila ie mediului de sol Li apa depinde de nivelul de o"igen din aer

con inut n sol, nivelul de bio)gene, condi ii de reducere a o"idrii, prezen de agen i activi

de suprafa , nivel de satura ie umiditate!, p1 i temperatur.

Cel mai eficient mod de a furniza o"igen n solul contaminat este prin introducerea cu aer

comprimat. 8zonul 83! este, de asemenea, utilizat ca o surs alternativ de o"igen. Cu toate

acestea, e"ist unele pericole n utilizarea ozonului ca surs de o"igen, deoarece posed unele

propriet i to"ice.

1.9.7 Metode e situ

0etodele e" situ pot fi puse n aplicare n cazul n care pericolul migra iei poluantului

to"ic n apele subterane se produce i n cazul n care procesul de deto"ifiere trebuie s fie

finalizat ntr)o perioad scurt de timp.

Metoda de bioreactor

Procesul de decontaminare este cel mai eficient atunci cnd intr n bioreactoare

special concepute fig. ;.;B!. #le ofer un control eficient al tuturor parametrilor, livrarea de

ingrediente necesare, o"igenarea i inocularea solului. Costul acestei metode este ns destul

de mare din cauza cerin elor te%nologice, precum i nevoia pentru transportul de mase grele.

Prin urmare, metoda de mai sus nu este adesea folosit i este, de obicei, pentru cantitMi mai

mici de sol.

Printre te%nologiile bazate pe metode e" situ sunt bio)reactoare i lagune utilizate

pentru decontaminarea apelor de canalizare uleioase i reactori pentru tratamentul maselor

semi)lic%idelor de sol contaminat, nmol i depuneri. 0ateriale solide sunt supuse unei

amestecri cu lic%ide urmat de aerare.

7/21/2019 Grupa 2205.docx

39/89

*ig ;.;B. Sc%ema metodei bioreactor

'n ambele tipuri de bioreactoare nivelul de o"igen dizolvat poate fi controlat la fel ca

p1)ul i concentra ia de substan e nutritive anorganice. ceast te%nic este similar cu cea

care trateaz de eurile municipale prin utilizarea metodei cu nmol activ.

0ai mult dect att, te%nica poate fi a(utat prin tensioactivi sau agen i de dispersie,pentru a desorbi %idrocarburilor din particule solide, i de a cre te gradul de dispersie

contaminan ilor cu ulei insolubil n ap. gen i activi de suprafa utilizaMi n aceste metode

pot fi sintetici sau naturali. Cea mai mare utilizare o au bio)tensioactivii datorit faptului c

sunt mai ecologici i sunt biodegradabili

=ioreactoarele pot fi, de asemenea, utilizate pentru decontaminarea apelor subterane.

cestea sunt fie sta ionare sau portabile, ceea ce face procesul mai u or i mai pu in costisitor. =ioreactoarele portabile sunt folosite pentru decontaminarea apelor subterane, dup pomparea

materialului din patul de ap rulment sau pentru decontaminarea apelor provenite din procesul

de limpezire a solului contaminat. #"ist dou tipuri diferite de bioreactoare, fluidizat i paturi

imobilizate. legerea patului depinde n principal de tipul de contaminan i i a concentra iei

lor n ap, care va fi prelucrata. =iomasa imobilizat este un amestec de microorganisme

selectate capabile de biodegradare a anumitor poluan i. 0icroorganismele pot fi prinse n

interiorul structurii transportatorului polimeri naturali, cum ar fi agar, alginat, colagen, sau

7/21/2019 Grupa 2205.docx

40/89

polimeri sintetici, cum ar fi geluri de poliacrilamid, poliuretani i altele! care se nume te

imobilizarea activ.

'n imobilizarea pasiv microorganismele sunt legate la suprafa a unui material poros

crbune activ, de e"emplu! sau pot crea o pelicul gelatinoas pe suprafa a elementelor fi"e

inele ceramice, gresie plastic, spum poliuretanic!. 'n astfel de bioreactoare apa contaminat

curge n contracurentul aerului prin patul solid con innd microorganismele imobilizate.

Metoda grmezii bio

*ig ;.7

7/21/2019 Grupa 2205.docx

41/89

0etoda const n transferul sol sau sol contaminat ntr)un loc special pregtit *ig.

;.7

cadrul solului este filtrat n bioreactoare i apoi pompat n rezervorul din care, dup

mbog ire n substan e nutritive i de cre tere a microorganismelor, acesta este returnat de

sistemul de aspersoare pe grmada.

2.1. Apa

Ce este apa:

pa curat este un lic%id incolor , insipid i inodor , care are un punct de fierbere la

;

7/21/2019 Grupa 2205.docx

42/89

pele subterane minerale i termale izvoare , apele subterane! ) datorit lor ,caracterul

oligotrofe de nutrienti ) deficit ! sunt , de obicei, locuite de o rar microflorei care este

reprezentat de un numr redus de specii cu o lips total de plante sau animale .

pele de suprafa , cum ar fi flu"uri , ruri, lacuri i ape marine sunt locuite de flor i

faun . 0icroorganismele din aceste ape sunt un grup mare de specii tipic de ap , a altor

microorganisme din sol %abitate i canalizate derivat din i poluriile industriale ce apar .

Sedimente de (os sunt un tip tranzitorie de %abitat i anume %abitatul cu ap a solului , care

este aproape ntotdeauna fr o"igen n care procesele de descompunere anaerob de

microorganisme determina eliberarea de %idrogen sulfurat i metan n ap . /n sedimentul de

(os , anaerobe putrefac ie microflora , bacteriile celulolitice i c%emoautotrop%s anaerobe se

dezvolta .

2.2. ;rupuri de organisme acatice

0icroorganismele ocup apele de suprafa , n toate zonele F ele pot fi suspendate

n ap plancton ! , se acoper obiecte subacvatice sta ionare , plante etc perifiton ! , sau

locuiesc n sedimentele de fund bentos ! .

2.2.1 . -lancton

6rupul de organisme care plutesc pasiv n ap nu fi capabil s reziste mi care i

flu"ul masei de ap se nume te plancton sau bioseston .

$e diferentiem :

fitoplanctonului plancton de plante !

zooplancton plancton animal !

protozoare plancton

bacterioplanHton bacterii plancton !

plancton virus

7/21/2019 Grupa 2205.docx

43/89

*itoplanctonul ) sunt alge microscopice i n special alge verzi ) albastre . Sunt o

comunitate variata n ceea ce prive te sistematica i este compus n principal din forme mai

mici dect 4

7/21/2019 Grupa 2205.docx

44/89

neustonul apare la suprafa a apei . cest lucru este compus din bacterii , alge i pleuston care

sunt compuse din organisme mari.

2.2.2 . -erifiton

Perifiton sunt un grup de organisme care creeaz roadele asupra diverselor obiecte i

plante subacvatice .&e cele ele mai multe ori ele , de obicei, constau din alge mici ) diatomee ,

alge verzi si bacterii . 0ai mult dect att , diverse protozoare stabilit sau semistabilite, tipari ,

oligoc%aetes , larva de insecte , crustacee i c%iar biocenoza perifiton . Perifiton are o

biocenoza caracteristica comple"a iar multe relatii ecologice pot fi observate ntre

componentele sale .

2.2.* . entos

1abitatul de (os este ocupat de un grup de organisme numite bentos. *und plin de

noroi con ine o abunden de compu i organici care sunt create ca rezultat al descompunerii

materiei moarte pr i cazute din plante i animale ! . @a adncimi mari fundul este liber de orice plante care , din cauza lipsei de lumin nu poate cre te . Cu toate acestea , absen a

o"igenului spri(in dezvoltarea , printre altele , fara o"gen un putred al microflorei . Printre

microflore, bentos, cele mai numeroase sunt bacterii si ciupercile agen i de descompunere !,

precum i unele animale detritop%ages !. mbele grupurile de mai sus sunt responsabile de

descompunerea materiei organice . =entos de rezervoare de mic adncime poate con ine, de

asemenea, unele alge .

2.*.Factorii ce limiteaz cre terea microorganismelor 6n ap

&ezvoltarea microorganismelor n ap este influen at de un numr mare de c%imicale i

factori fizici care, n diverse moduri, interac ioneaz sau se opun reciproc fig. 7.3!. #le au o

influen asupra dimensiunii i compozi iei de specii de biocenoza microbian precum i

asupra proceselor de via .

7/21/2019 Grupa 2205.docx

45/89

'n ecosistemelor acvatice dou grupe de factori care au o influen decisiv asupra relatiilor

cantitative i calitative ntre microorganisme pot fi distinse:

factori abiotici ) lumin i energie termic, ap de reac ie, flu"ul de ap, clim i compu ii

dizolvati i suspendati n ap materia organic moart, compu i non)organici i gaze, cum ar

fi o"igen, dio"id de carbon, metan i altele!.

factorii biotici ) toate organismele care triesc in ap, cum ar fi plante, animale,

microorganisme i rela ia dintre ele.

Fig. 2.* 3istribu ia ertical a bacteriei 6ntr$un lac < 3eufel 1=9= >

2.*.1. Factorii abiotici

Energia luminoas

@umina (oac un rol ma(or n procesul de fotosintez. Cantitatea de lumin ce penetreaz

diferite straturi de ap depinde strict de pozi ia soarelui, transparen , culoare i adncimea

apei. Cu cat este mai mic ung%iul de inciden , cu atat mai mic este pierderea razelor solare

datorit refle"iei. 'n func ie de nivelul de e"punere la soare i turbiditatea apei, razele solare

7/21/2019 Grupa 2205.docx

46/89

biologic active patrund, de obicei, n ap, undeva ntre ;

7/21/2019 Grupa 2205.docx

47/89

-ermoclinei func ioneaz ca o barier ntre epi) i 1ipolimnion. pele superioare nu se

amestec pe tot parcursul anului, datorit diferentei de densitate. pa este mutat numai n

stratul #pilimnion de vnt. Cele biogene prezente n partea de (os nu sunt disponibile pentru

organismele care triesc n straturile superioare astfel, la sfarsitul veriiF stratul superior are un

deficit de substan e trofice.

-oamna suprafa a apei incepe s se rceasc,curgnd ncet mpingnd apele calde n sus,

care, de asemenea ncep s se rceasc. 'n timp ce apele continu s se sc%imbe circula ie de

toamn! i sunt amestecate de vnt i o"igeneaz, n acela i timp pierde C87 prin eliberarea

acestuia n atmosfer n special din apele de adncime.

7/21/2019 Grupa 2205.docx

48/89

8 u oar inversare a temperaturii are loc n timpul iernii, deoarece apa la mai pu in de 9 A C

are o densitate mai mic dect apa la 9 A C i se ridic spre suprafa a. 8 circula ie diferit are

loc n primvar cnd apele de suprafa se nclzeasc. poi, ntregul volum de ap este bogat

n o"igen i biogene. mestecarea apei provoac, de asemenea mutarea organismelor.

Circula ia apei

mestecarea apei are o mare importan att pentru distribu ia temperaturii ct i pentru

ec%ilibrul compozi iei c%imice gaze, nutrienti, substan e care egalizeaz presiunea osmotic,

p1)ul apei etc.!. 0i carea apei este cauzat de urmtoarele:

varia ii n densitate cauzate de diferite temperaturi i con inuturi solubile i compu i

suspenda i.

vnturi.

diferen de nivele n partea de (os ape lotice!.

procese %idraulice specifice.

-resiunea

Presiunea este important un factor ecologic care influen eaz puternic via a

microorganismelor, printre altele, prin afectarea activit ii a celulelor enzimatice a

sistemelor.

'n ap presiunea %idrostatic cre te treptat o dat cu adncimea la ; atm pe ;

7/21/2019 Grupa 2205.docx

49/89

&ar atunci cnd e"ist un nivel ridicat de e"punere la soare i o cre tere rapid a organismelor

dezvoltate prin fotosintez, p1)ul poate cre te considerabil. nele ape minerale si

interioare, cu un con inut ridicat de compu i de %umus pot fi acide. 'n astfel de condi ii

numrul de ciuperci acidofile cre te. 0odificri relativ mari ale p1)ului pot fi observate n

lacuri eutrofe unde p1)ul variaz ntre G);

7/21/2019 Grupa 2205.docx

50/89

de azotul liber, mul i compu i minerali ale acestui element, cum ar fi nitra i, nitri i i sruri de

amoniu, apar n apele de suprafa .

lgele si bacteriile %eterotrofe folosesc cel mai des nitra i i sruri de amoniu. Cantit ile

ma"ime de azot, ce sunt tolerate de diferite specii de alge sunt diferite. &e e"emplu,diatomee cum ar fi sterionella! poate reproduce n concentra ii mari D c%iar la ;

7/21/2019 Grupa 2205.docx

51/89

bioc%imice. /n acest fel o"igenul este eliberat de plante verzi, ca urmare a fotosintezei, C87 n

timpul respira iei,elibereaz azot n timpul denitrificrii, %idrogen sulfurat, ca urmare a

desulfuricrii, i %idrocarburi ca urmare a procesului de fermenta ie.

Substan ele organice

Substan ele organice sunt fie secretate de celule sau produse de autoliza lor de via . Cu toate

acestea, cele mai mari cantit i de compu i organici sunt introduse n ap prin canalizare.

Compu i organici apar n ap, sub form de solu ii sau materie suspendat . 'n primul rnd ele

servesc drept %ran pentru bacterii %eterotrofe i ciuperci. 0icroorganismele care apar adesea

pe suprafa a suspensiilor, mai ales asupra particulelor din cele detritus care absorb substan ele

organice din ap, se bucura de condi ii de %rnire favorabile .

&ezvoltarea si sc%imbrile metabolice ale microorganismelor sunt influen ate, mai mult de

con inutul de compu i organici disponibili cum ar fi carbo%idra i, acizi organici, proteine si

lipide!, mai degrab dect valoarea substan elor organice n general. #puizarea lor din ap are

loc destul de repede. tunci cnd e"ist o lips de substan e organice, bacteriile nu a(ung la

mrimea corespunztoare i diviziunea lor celular este ncetinit.

0roficitatea apelor de suprafa

-roficitatea reprezint abunden a n ap de elemente biogene i compu i organici solubili

simpli. -roficitatea determin rata de produc ie primar i de mrimea biomasei. /ndicatorii

ma(ori ai troficitat ii apei sunt: fosfor i concentra ia de azot, concentra ia de clorofil,

transparen a apei i a condi iile o"igenului de adncimea apei. Cu referire la troficitatea apei,

urmtoarele tipuri de rezervoare de ap pot fi distinse: oligotrofe Dconcentra ie slaba de

nutrien i, mezotrof D concentra ie medie de nutren i , eutrofic ) bogat in substante nutritive

fertil!, i %ipertrof ) foarte bogat in substante nutritive.

bunden a de nutrien i n rezervoare de ap se sc%imb n timp. cest proces a fertilit ii apei

cre te de la oligotropic prin mezotrofic la eutrofic intr)un proces numit eutrofizare. Cnd

procesul de mai sus este moderat i efectele sale sunt benefice, atunci se consider a fi un

proces de fertilizare. Cu toate acestea, atunci cnd procesul este e"cesiv i efectele sale nu

sunt benefice, atunci este considerat a fi un proces de poluare a substan elor biogene. pele

mai pu in fertile cu un deficit de nutrien i sunt cele care au un con inut sczut de fosfor i

azot ) aceste dou elemente fiind cele mai importante. Prin urmare, apele con in un numrredus de fito) i organisme zooplancton i sunt curate i limpezi. 'n apele care con in un nivel

7/21/2019 Grupa 2205.docx

52/89

sczut de planHton con in foarte pu in materie moart la adncime. Prin urmare,

descompunerea lor nu epuizeaz rezervele de o"igen in de la adncime.

-abelul ;. $umrul de bacterii din stratul superior al apei n timpul stagnrii vara

YVuzniecoJ ;BG

7/21/2019 Grupa 2205.docx

53/89

2.*.2. Factori biotic

#"ist interac iuni reciproce ntre membrii individuali ai biocenozei care locuiesc n apele de

suprafa . Ca rezultat, organismele se pot spri(ini reciproc sinergism! sau in%iba reciproc

antagonism!.

Competi ia pentru hran

8rganismele care i gsesc cel mai eficient un loc n alimente poate avea un avanta( fa de

altele. Pentru un anumit %abitat cu o surs de nutrien i tipici, numrul de microorganisme

cre te rapid. Cu toate acestea, n multe cazuri, produc ia abundent de produse a

metabolismului in%ibitori! scade numrul de concuren i, uneori eliminarea lor n ntregime.

stfel de situa ii apar, de e"emplu, atunci cnd p1)ul este n mod semnificativ modificat prin

acidificare sau alcalinizare, iar atunci cnd substan e antibiotice sunt eliberate.

Cooperarea

'n procesele de %rnire i de cre tere, cooperarea ntre microorganismele este adesea

observat. cesta permite dezvoltarea mai rapid a culturilor microorganisme mi"te.

=iodegradarea este un proces n mai multe etape, atunci cnd reac iile consecutive sunt

efectuate de ctre diferite microorganisme specializate. Procesul previne acumulareasubproduse a metabolismul . &atorit acestei cooperri, biodegradarea acestor compu i

organici ligninocellulose! devine posibil.

-redarea

=acteriile i ciupercile sunt %rana pentru animalele mici. &e aceea, n unele rezervoare de ap

numrul lor poate varia foarte mult. Cele mai multe protozoare se %rnesc cu bacterii. cesta

a fost confirmat de faptul c, biomasa lor cre te , o data cu cre terea numrului de bacterii.

$umeroase organisme multicelulare, de asemenea utilizeaz , bacterii ca %ran .cestea

includ n special animale cum ar fi bure i. 'n sedimentele din adncime animalele se %rnesc

pe ciuperci. lgele albastre)verzi, care sunt o parte din bentos sunt adesea consumate de

turbellarians, nematode, crustacee i larva de insecte. lgele albastre)verzi sunt consumate de

zooplancton, fr urm de nflorire a ape i eliberare de substan e to"ice.

7/21/2019 Grupa 2205.docx

54/89

-arazitism

0icroorganismele de ap sunt atacate i distruse de virusuri, bacterii si ciuperci. Prezen a

bacteriofagilor a fost confirmat n apele interioare i maritime. Sunt n special numeroase n

canalizari i sunt, probabil, motivul pentru o epuizare rapid a bacteriilor n ruri, lacuri i n

apele de coast, care au fost poluate din canalizri.

n alt motiv pentru limitarea numrului de bacterii este prezen a bacteriei >ibrio care

apar in genei =dellovibrio i conduce la o e"isten parazitar. #i se ata eaz singuri pentru

a gzdui celule i reproduce, utiliznd energia lor i consumnd con inutul celulelor. &up

degradarea peretelui celular al gazdei, ei se eliberez i infecteaz mai departe bacterii.

2.+ Caracterizarea microorganismelor din apa

/n ceea ce priveste morfologia, cele mai multe bacterii de apa se aseamana cu bacteria de sol D

celulele lor sunt rotunde,cilindrice ca un surub. #"ista ,de asemenea,ca forma , fir ca si

tulpina,. *irele pot fi ramificate,singure sau in grupuri. &iverse bacterii de apa poate crea

grupuri formate din diferite numere de celul, in urmatoarele forme: sferice,in forma de

stea,lamelara,filiforma.

Cele mai multe bacterii de apa sunt active si mobile cum ar fi cilia si flagelul e.g. >ibrio,

Pseudomonas!. =acteria in apa poate innota incet planHton! sau poate ocupa un substrat fi".

=acteriile oligotofe din apele curate apar ca microforme de celule cuprinse intre ;

micrometru,de asemenea

7/21/2019 Grupa 2205.docx

55/89

=acteria care se gaseste in %abitatele de apa pot fi impartite in urmatoarele:

)auto%tonanativ! se gaseste constant in %abitatele de apa.

)alo%tonestrain!gasirea drumului lor in sol sau din aer,precum si microorganisme care intra in

bazinele de apa,impreuna cu apele uzate urbane.

. =acteria auto%tona

Putem distingephotoautotrophs, chemoautotrophsand chemoorganoautotrophs .

*otosinteza bacteriei p%otoautotrop%s!

=acteria violet si verde sunt printre fotosinteza autotrofelor. &atorita metabolismului lor

aceste bacterii pot fi impartite in urmatoarele grupe:

)bacteria verde filiforma#hlorole)aceae3*

)bacteria verde sulfuricaChlorobiaceae!F

)bacteria violet sulfurica#hromatiaceae andctothiorhodaceae!F

)bacteria violeta nesulfuricaRhodospirillaceae!F

)bacteria cu %eliueliobacteriaceae!F

*otosinteza bacteriei se efectueaza usor diferit fata de cea a plantelor. Cel mai

important,acesta este un proces fara o"igen,care necesita prezenta redusa a compusilor

minerali si nu este insotit de o eliberare de o"igen,dar de o productie de o"idat non)organic

sau compusi organici. Pigmentii de asimilare a bacteriei sunt caracterizati in functie de

capacitatea de a absorbi lumina infrarosie care nu este absorbita de plantele verzi. *otosinteza

in apele de suprafata este realizata in principal de alge si plante si rolul fotosintezei bacteriene

este mai putin importanta.

)chemos)nthesizing bacteria (chemoautotrophs!

#hemoautotroele obtin energie din procesele de o"idare a compusilor non)organici. /n

functie de natura substratului o"idat pot fi distinse urmatoarele: nitrifng,feruginoase,sulfuric

si bactria %idrogen.

7/21/2019 Grupa 2205.docx

56/89

)olul bacteriei nitrifng in apele de suprafata este de o"idare la amoniac si nitriti la nitrat. /n

concentratie mare de compusi pot fi daunatoare pentru organismele din apa cat si pentru

oameniin cazurile in care astfel apa este utilizata pentru sisteme de alimentare cu apa!. /n

plus,productia de nitrat este un proces fundamental de a transporta apa plantelor cu o sursa de

azot.

)=acteria feruginoasa creste in apa cand continutul de fier bivalent variaza intre

7/21/2019 Grupa 2205.docx

57/89

)=acteria %idrogen are capaciitatea de a o"ida %idrogen folosind o"igen si in final de a accepta

electroni.&e cele mai multe ori ei se %ranesc %eterotrof si trece la %ranire autotrofa cand

%idrogenul este prezent in %abitat.Specia cea mai raspandita apartine genului

ydrogenomonas. "icrococcus denitriicans apartine unui grup de bacterii %idrogen si isi

desfasoara o"idarea %idrogenului in timp ce simultan reduce nitratul din azotul molecular.

5esuloibrio desuluricans de asemenea o"ideaza %idrogen reducand in acelasi timp sulfat

pana la %idrogen sulfurat.

)=acteria %eterotrofac%emoorganotrop%s!

8 parte predominanta de bacterii auto%tone care se gasesc in bazinele de apa sunt bacteriile

chemoorganotrophiccare apartin unui grup de saprofite care se %ranesc din plante moarte si

materie organica de animale. -ipice bacterieiplan!toncare ocupa o masa intreaga de apa sunt

ti(ele ciliated 6ram)negativ si reprezinta urmatoarele genuri: $seudomonas,

Achromobacter,Alcaligenes,&ibro si Aeromonas,precum si coci 6ram)pozitiv care apartin

genului"icrococcus, treponema si bacteria spirala din genul Spirillum.

Partile subacvatice de plante superioare si particule subacvatice fi"ate sunt colonizate de

numeroase bacterii de e"emplu, #aulobacter!, cum ar fi stem,manta,filiform si bacteria

gemmatingde e"emplu yphomicrobium! care este una din bacteriile de formare perifiton.8rganismele cresc de obicei in sedimente lipsite de o"igen de pe fundul bacteriilor

putrezite,apoi o"igen liber cellulolytic bacteriasi in final o"igen liber chemoorganotrophscu

mar fi genul5esuloibrio care reduce sufatul pana la %idrogen sulfurat. /n plus e"ista unele

mai putin numeroase fara o"igen bacteria methane-generatingcare reduce compusii organici

la metan.

. acteria Allochthonous

pele de inalta fertilitate si apele de suprafata,de asemenea,e"trem de poluate sunt

ambundente in saprofite si bacterii parazit dintre care urmatoarele sunt predominante: 6ram)

negative,ti(e intestinale scherichia coli,precum si genul $roteus, +lebsiella si

nterobacter,de asemenea ti(e de $seudomonasaeruginosasi genulArthrobacter./n plus,ti(e

6ram)pozitivebacili! din =acillus,Cornebacterium si Clostridium,care sunt spalate din sol si

de a lua in corpuri apa in timpul ploilor grele,apartin si bacteriile allochtonous.

&eseurile municipale sunt sursa principala de bacterii patogene. /n plus in timpul proceselorde infiltrare si de suprafata de scurgere,bacteriile din sol isi gaseste locul in apele bune. olul

7/21/2019 Grupa 2205.docx

58/89

aerului in contaminarea aperi este semnificativ in zonele dens poluate,in orase si regiuni

industriale.

2.+.2. Ciuperci de apa

Spre deosebire de bacteriile care cresc cel mai bine in apele de p1 intre )2,ciupercile apar

numai in apele sub p1 .

7/21/2019 Grupa 2205.docx

59/89

azot atmosferic obligatoriu n structuri numite %eterocsts. &atorit rezistentei lor la conditii

e"treme de mediu sunt omniprezente. #le pot fi gsite n desert i n izvoare termale. lgele

albastre)verzi pot provoca inmuguriri n lacuri i alte bazine de ap. nele dintre ele produc

metaboli i to"ici.

2.+.+. Algele

lgele sunt cele mai simple eucariote autotrofe care contin peste 7< mii de specii. lgele apar

n apele dulci si marine. cestea sunt productori importanti de materii organice si o"igen.

lgele triesc n form de celule unice sau creeaza multiple organisme pluricelulare de

diferite forme numite %allusfire, sfere, clustere multistrat!.Compozitia comunitatii algelor se

sc%imb semnificativ n ceea ce priveste calitatea i cantitatea, n functie de continutul de

saruri minerale, n orice rezervor dat, precum si de caracteristicile substantelor care alcatuiesc

poluantul principal.

rmatoarele caracteristici ale algelor care apar n apele oligotrofe: diatomi din urmatoarele

varietati: Asterionella, %abellaria, "elosira si alte alge 5inobrion!. 'n apele eutrofe

continutul de alge este complet diferit. Cele mai multe dintre toate, astfel ape contin doar un

numr vag de diatomee, si n loc de cele ale algelor din clasa5inophytaapar genul"7tasea

broa tei .

lgele sunt subdivizate n urmtoarele clase:

#hlorophyta ) alge verzi care con in clorofil de tip a i b, un perete celular celulozic i

amidon ca material de rezerv. #i au o constitu ie diversa, ambele forme unicelulare i multi)

celulare e"ist, de obicei, ca structuri filiforme. Celulele pot fi mobili, atunci ele sunt

ec%ipate cu flagella!, sau non)mobile. C%romatop%ors de diferite forme au o colora ie verde.

#i se reproduc vegetativ sau se"ual. eproducerea vegetativ const n divizarea celulelor i

fragmentarea formelor filiforme.

#hrysophyta) acest grup implic diatome importante pentru mediul acvatic. cestea sunt

alge comune i apar n apele dulci i marine, sedimente de fund i sol. C%rsop%ta con ine

clorofil de tip si C. Perete lor celular este mbog it n silice. #le produc lipide ca material

de rezerv.

uglenophyta.#uglenoide au de obicei o form alungit. Celulele lor sunt ec%ipate cu

flagella care permite deplasarea n ap sau se deplaseaz de)a lungul trndu)se n partea de

7/21/2019 Grupa 2205.docx

60/89

(os. Celulele sunt ncon(urate de un plic moale numit pelicula. Cromatoforii con in clorofil,

caroten i "antofile. 'n celula este un nucleu clar vizibil i petele numit stigmat, sensibil la un

stimul de lumin. Celulele #uglenoid creaza c%isturi, care supravie uiesc n condi ii

nefavorabile posibile. #le cresc n ape care con in niveluri ridicate de compu i organici.

#"ist, de asemenea forme parazitare.

8 $yrrophyta apar, de obicei individual. nele celule sunt ncon(urate de un zid de celuloz n

timp ce altele sunt lipsite de orice pereti celulari. #i posed de obicei, dou flagella care

permite libera circula ie a acestora. 'n protoplasma e"ist un nucleu de celule izolate i

cromatofori galben)verde sau galben)brun. #i reproduc prin diviziune i s)au observat

reproduceri se"uale. Prrop%ta apar n apele pu in srate sau la mare i speciile selectate doar

triesc n apele dulci. 'n lacuri e"ist 1irundinella Ceratium, o specie care apare uneori nmase mari.

Rhodophyta con ine clorofila de tip a i b, precum i al i pigmen i, precum caroten,

"antofile i pigmen i p%cobilin: ficoeritrin, p%cocanin. cest magazin amidon ca un

produs de stocare. Peretele celular lor are dou straturi: cel interior este realizat din celuloz

ntruct cel e"terior este fabricat din pectin. #i reproduce ase"uat prin fragmentarea -%allus

i se"ual prin oogam.

$haeophyta) alge maro con in clorofil de tip i C, precum i carotenoide fuco"ant%in!.

0aterialul lor de rezerv este @aminarin [);, 3)glican! i c%risolaminarin, manitol i lipide.

Peretele lor celular este, de asemenea, stratificat: peretele interior este fabricat din celuloz n

timp ce peretele e"terior este realizat din pectin. lgele brune sunt organisme multicelulare

care poseda cel mai nalt nivel de specializare a -%allus a tuturor algelor i varia ie anatomic

i morfologic mare. #i reproduce prin zoospores i, de asemenea, pe cale se"uala de game i.

2.+.7. Apa protozoare

Protozoarele triesc n toate tipurile de ape, din bl i mici, la apele interioare, a mrilor. #le

se %rnesc absorbind %eterotrop%icall compu i organici dizolva i sau %rana pe bacterii.

cestea sunt cele mai numeroase n apele e"trem de poluate i sunt elementul de nmol activ.

'n cazul n care nivelul de poluare nu este ciliate prea mare devin predominante, i c

preocuprile att cele fr piscin de e"emplu, Paramecium! i cele stabilite de e"emplu,

>orticella!.

Protozoare pot fi mpr ite n patru clase:

7/21/2019 Grupa 2205.docx

61/89

'lagellata - lagellates. cestea muta utilizarea flagellei lungi. Se %rnesc %eterotrop%icall

i apar n apele poluate sau n mod ineficient de func ionare in nmol activ. 'n afar de

substan e dizolvate, ele pot absorbi, de asemenea, bacterii sau alge unicelulare. *lagellates

triesc individual sau n colonii. #"ist forme parazitare printre ei. cest lucru este

e"emplificat de un parazit 6iardia lamblia uman i gambiense -rpanosoma care este

transferat la oameni prin zbor -setse cauzand boala somnului african i tulburri

neurologice.

Rhizopoda) amoeba. Celulele se deplaseaza folosind pseudopodii plasmatice care sunt

utilizate pentru locomo ie i pentru captarea de alimente. nele amoebe au o form

sc%imbtoare, altele ns, au o form constant n care acestea sunt dotate cu un mini)sc%elet

sau o carcas e"terioar. nele amoebe duc o via parazitar #ntamoeba %istoltica!.

#iliata ) ciliate. Cele mai multe dintre reprezentan ii duc un stil de via liber)not

Paramaecium, #uplotes!, altele se tarasc sau sunt ata ate n partea de (os. #le se %rnesc pe

bacterii, alge i substan e organice. Ciliatele apar n numr mare n apele poluate i n nmol

activ. nele, cum ar fi =alantidum coli care provoac dizenteria, sunt parazi i de animale i

oameni.

Sporozoa. $umai parazi i apar in acestei clase i reprezentan i sunt Crptosporidium parvum cauzand boli intestinale i Plasmodium malariae cauzand malaria. l doilea parazit

atac celulele ro ii din snge. cest agent patogen este cauzat de tantarul nop%eles.

Surse i tipuri de poluan i

pele devin poluate ca urmare a canalizarii mena(ere i industriale n

apele de suprafa , care con in cantit i mari de diferi i compu i care afecteaz

biocenozei de rezervoare de ap. 'n afar de canalizare, poluarea este de asemenea, cauzatde ape de scurgere care spla diferite ngr minte i produse de protec ie a culturilor. 0ai

mult dect att, poluan ii se transfera n apele din aerul incon(urator. cest lucru duce de

obicei la praful industrial care intr direct n ap sau este splat departe de sol suprafa de apa

de ploaie. 6aze importante sunt: dio"id de sulf, o"izi de azot, o"izi de carbon i dio"izi care

a(ung n ape n special n locatii industriale.

nii dintre compu ii de mai sus se descompune microbiologic relativ u or,

devenind %ran pentru microorganisme %eterotrofe, iar altele sunt rezistente la astfel de

7/21/2019 Grupa 2205.docx

62/89

descompunere i sunt duntoare sau to"ice pentru microorganisme. #"emple de acestea sunt

urmtorele: compu i ciclici, ulei de motor, lubrifian i, %idrocarburi clorurate, pesticide,

i printre poluan ii minerale ) sruri de metale grele.

2.5.2. Auto-purificarea apelor de suprafa

uto)purificare cuprinde cooperarea comple" ntre fizic i bioc%imic factori cum ar fi:

sedimentare sedimentare!, o"idare, un sc%imb de substan e volatile ntre atmosfer i ap,

precum i eliberarea de produse gazoase ale metabolismului n atmosfer. Cu toate acestea,

rolul critic este (ucat de factorii biologici. 8 gam larg de microorganisme i a organismelor

superioare participa la auto)purificare procese.

=acteriile i ciupercile sunt cel mai cruciale deoarece acestea sunt capabile de mineralizarea a

diverse

componente minerale. Proteine, za%aruri simple i comple"e, grsimi, celuloz, lignin, cear

i al ii sufer o degradare n timpul procesului de auto)purificare. Ca rezultat al

mineralizare urmtorii compu i sunt create: 178, C87, $83), S897), P893), i al i compu i

simpli. Cu progresia de auto)purificare popula iile din microorganisme care ac ioneaz n

sc%imbarea mediului.Procesul de auto)purificare utilizeaz cantit i mari de o"igen n timpul proceselor

bioc%imice. Cantitatea de o"igen care este utilizat n orice moment specificat de ap

microorganisme este numit consumul bioc%imic de o"igen, =8&. Prin analiza =8&, este

posibil s se determine concentra ia compu ilor organici dizolva i n ap care sunt sensibile la

o"idare biologic. &escrcarea de gestiune a impurit ilor n rezervor de ap creeaz o

sc%imbare brusc n condi ii c%imice, biologice i fizice.

'n acela i timp, c%iar sub zona de descrcarea de gestiune, procesul de auto)purificare incepe.

Procesul conduce la formarea de zone care con in n mod caracteristic treptat scaderea

nivelurilor de poluare.

2.5.3. Zone saprobic. Purificarea Auto de ape lotice.

Uonele de diferite niveluri de poluare organic sunt numite saproba. 'n anumite zone con inut

al biocenozelor este diferit i modificat pentru a se potrivi condi iilor e"istente. Specii care

domin n mod clar alte specii i au adaptat la condi iile e"istente sunt gsite acolo. Uonele

7/21/2019 Grupa 2205.docx

63/89

difer n dinamica proceselor disimilare, intensitatea de admisie de o"igen, i apari ia apei.

#"ista 3 zone saprobic diferite: politicii mo), mezo) i oligosaprobic.

#ste zona de cea mai mare concentra ie de poluan i cu nori, murdar)gri, ape mirositoare

fetide. Concentra ia ridicat de diverse organic compu i asigur dezvoltarea microflorei %eterotrofe selectate, care, n timp ce efectuarea de biodegradare, utiliza pn cantitati mari de

o"igen care conduc la deficitul. 'n condi ii anaerobe sunt formate din urmtoarele gazele:

17S, $13, C19, $7 i altele.

#"ist o lips de plante verzi n aceast zon. Printre organismele care sunt capabile de

supravie uitor n astfel de condi ii, cele dominante sunt Uooglea ramigera i Sp%aerotilus

-rapa bacterii. #"ist, de asemenea bacterii sulf n prezen a %idrogenului sulfurat! n special

de =eggiatoa i -%iot%ri" genuriF protozoare sunt de asemenea numeroase. eductore agen ii

de descompunere! sunt organisme mai frecvente n aceast zon.

'n zona mezosaprobe e"ist defalcare suplimentar intensiv a organicului de compu i, dar

cantitatea de o"igen este suficient pentru a sus ine o cerere complet. pa devine clar, de

multe ori de colorare verde din cauza algelor abundent nfloritoare. $umrul de reductoare

scade. Pe lng microorganismele men ionate mai sus, ciupercile, algele albastre)verzi,

diatomee pu ine i alge verzi apar.0ineralizarea compu ilor organici este terminat n zon, cu

e"cep ia, compu ilor de %umus care sunt greu s se descompun. Uona saproba mezzo este

mpr ita n zone)[)\ i. Uona \)mezosaprobe este una %eterotrofera n compara ie cu zona)[

mezosaprobe care este destul de autotrofa. ])mezosaprobe Uona este un numr de specii de

alge curate i mai mari apar aici.

Zona oligo saprobiceste o sec iune n care aflu"ul de impurit i se nc%eie i se ntoarce apa

la starea anterioar de ap naturale. pa este limpede, inodora i bine o"idata. Uona este

locuita n principal de feruginoase i bacteria nitrificatoare bacteriile c%emosnt%esizing!F

rare algele albastre)verzi, diatomee i multe alge verzi, i cteva protozoare loc n biocenose.

Auto-epurarea apelor lentice

n proces de auto)purificare ia un curs diferit n apele lenticeF zonele saprobic nu evolueaz

aici c%iar dac mecanismul de purificare rmne aceea i. /mpurit ile introduse n ap cad n

partea de (os densitatea lor este mai mare dect cea a apei! atunci cnd sunt descompuse.

7/21/2019 Grupa 2205.docx

64/89

2.5.4. Procese microbiologice n sedimentele de fund

#"ist procese biologice care au loc ntre c%imice complicate, fizic, i ap i sedimentele de

fund, care sunt importante pentru rezervorul n ansamblu. ap acord I sedimente, raportul

calitate)cantitate microorganisme i direc ia de bio)c%imic modificrile avea o influen

semnificativ asupra nivelului de biogenes azot, fosfor, compu i cu sulf! n rezervor

fertilizarea lui!.

'n sedimentele de pe fundul, descompunerea aerob de constituen i organici are loc n

straturile superioare de la cteva pn la cteva mm! i sunt o surs de sruri minerale

solubile. 'ntruct, biodegradarea anaerob, care are loc de mai (os, determin o eliberare de

substan e otrvitoare de multe ori la %abitatului de ap de e"emplu, 17S, C19!.

Sedimentele de pe fundul (oac un rol important n procesul de auto)lentic de purificare a apei

n cazul n care materie organic n suspensie cade pe fundul ca urmare a lipsei de mi care

ap. #i au o influen semnificativ asupra conversia compu ilor biogene care afecteaz

calitatea apei. *actorul cel mai important reglarea vitezei de azot i fosfor de asemenea *e i

0g!, din cadrul sedimentele n ap este con inut de o"igen dizolvat n stratul din partea de (os.

&ifuzare activ a fosfa i n ap ncepe cnd con inutul de o"igen dizolvat scade sub ; mg 87 I

dm3. 0ai mult dect att, urmtoarele au, de asemenea, o influen asupra eliberrii de

fosfa i:

temperatur, descompunere compus organic, p1)ul apei, poten ial redo"

'n sedimentele de pe fundul a diferitor rezervoare de ap de suprafa , urmtoarele

microorganism sunt cele mai comune: aerobic bacterii celulozolitice de Sporoctop%aga,

Ctop%aga, Pseudomonas, c%romobacter genuri!, precum i organisme anaerobe, cum ar fi

Clostridium genul. cesta din urm ia parte la procesul de descompunere a %emiceluloz. 'n

condi ii de o"igen liber numeroase bacterii putrefac ie eliberarea 17S din proteine!, S89 7)

reducerea bacterii, bacteriile denitrificatoare $83 ) educerea!, generatoare de metan C19

eliberarea! i bacteriile de %idrogen s creasc.

0ai mult dect att, bacteriile ammonificating sunt abundente n sedimente de fund. bacterie

nitrificatoare apar de obicei n numr mic n straturile superioare ale sedimente n care acestea

sunt aerobi obliga. Prezen a C19 bacterii aerobe de o"idare n sedimentele de asemenea,

depinde concentra ia de o"igen i fier.

7/21/2019 Grupa 2205.docx

65/89

2.5.5. Apa transmise microorganismele patogene

6rupul de bacterii patogene obliga, care apar n apele de suprafa poluate, con in ti(e

cauzeaz febr tifoid Salmonella tp%i!, precum i alte 6ram)negativ bacteriilor din genul

Salmonella, care sunt cauza diferitelor infec ii din cele tractului digestiv. &izenterie bacteriene

cauzate de ti(e 6ram)negativi din genul S%igella nu sunt la fel comun ca cele de mai sus. 'n

apele de suprafa din rile tropicale, bacterii din >ibrio c%olerae genul %olera! apar

frecvent. 0ai mult dect att, 0cobacterium tuberculosis care provoac tuberculoza i

-reponema si @eptospira pot fi gsite n apele poluate. ceste din urm bacterii provoca

bacteria icter.

Pe lng obliga bacterii patogene, e"ist, de asemenea, numeroase bacterii 6ram)negative n

apele de suprafa care sunt descrise ca microorganisme oportuniste facultativ, patogene!.

cestea fac parte din Pseudomonas, eromonas, Vlebsiella, *lavobacterium, #nterobacter,

Citrobacter, Serratia, cinetobacter, Proteus i Providencia genuri. -oate ti(ele sunt parte din

flora obi nuite ale intestinului i nu sunt de obicei patogene pentru ca msura n care acestea

apar n tractului digestiv umane sau animale. 'n unele cazuri ns, aceste bacteria isi gsesc

drumul lor spre alte organe deveni o cauz poten ial de diferite boli cum ar fi inflama ia

urinara, probleme respiratorii i, de asemenea, sepsis, care este o infec ie general a tuturor

organelor interne. >irusi a se vedea tabelul 4!

'n afar de bacterii patogene ale apelor de suprafa , n care mena(ere i industrial canalizare

este dispus, apele con in, de asemenea, cantit i semnificative de alte pat%ogen

microorganisme cum ar fi virusul polio. #le sunt responsabile pentru cauzarea =oalii 1eine)

0edina polio!. #nterovirusurile, care provoac infec ii intestinale, apar c%iar i n ruri pu in

poluate. Protozoare vezi tabelul ! /nfec ii ale tractului digestiv cauzate de protozoare pot

proveni de la apa contaminat. Cele mai multe c%isturi parazitare protozoare produc, care sunt

capabili s supravie uiasc n interiorul gazd n condi