Biodescontaminación: es un proceso espontáneo o dirigido en el cual se utilizan procedimientos biológicos, fundamentalmente microbiológicos, para degradar o transformar los contaminantes hasta formar menos toxinas o no tóxicas y mitigar.
Algunos parámetros que se incluyen son; la biodegradabilidad, la destrucción del contaminante en las distintas fases, lixiviado, reactividad química, tipo y propiedades del suelo, disponibilidad del oxígeno y la presencia o ausencia de sustancias inhibidoras.
Los hongos basidiomicetos producen un conjunto de enzimas extracelulares para metabolizar la lignina que les confieren, la capacidad de degradar un amplio grado de contaminantes.
En 1980 se empezó a retirar contaminantes de suelos contaminados con confinamiento.
Algunos de los accidentes que se consideran como muy elevados en impacto ambiental son; Exxon Valdez, la central nuclear de Chernobil, la rotura de la presa de Aznalcóllar, etc.
Entre las técnicas posibles de tratamiento para descontaminar están los procesos de degradación biológica, los cuales son procesos naturales que no suponen un impacto ambiental sobre los ecosistemas y que se pueden realizar a un bajo costo.
El resultado final de estos depende de la toxicidad y concentración inicial de los contaminantes, biodegradabilidad, propiedades del suelo, etc. La eficacia del tratamiento se reduce debido a la toxicidad de los microorganismos.
TÉCNICAS PARA EL TRATAMIENTO DE EMPALZAMIENTOS CONTAMINADOS
La recuperación de un espacio se puede abordar en 3 diferentes categorías:
· Confinamiento: tiene la finalidad de al aislamiento del contaminante, evitando la salida de lixiviados, polvos o gases.
· Limpieza: incluye la aplicación de 1 o varias tecnologías para eliminación de contaminantes. Tiene 3 tratamientos a su vez; 1.- tratamiento in situ, 2.- excavación de remplazo y t. ex situ y 3.- excavación, retirada y depósito en vertederos.
· Estrategia de respuesta: tratamiento a largo plazo que incluye diversas actuaciones. Dependiendo de lo que se trate hay distintos tipos de tratamiento; in situ- ex situ – biológico. Y estos a diferentes situaciones. Fisicoquímico, biológico, térmico, etc.
PROCESO DE ATENUACIÓN NATURAL
Este es el conjunto de procesos físicos, químicos y biológicos, que ocurren espontáneamente en un determinado espacio, posteriormente a la aparición de la contaminación en este.
De este pueden intervenir 5 grupos de mecanismos:
· Biodegradación
· Transformación química
· Estabilización
· Volatilización
· Dispersión y dilución
En la atenuación natural uno de los componentes más importantes es la biodegradación.
En algunos casos la atenuación no va a producirse con la celeridad y eficacia suficientes, para evitar los riesgos, tanto para la salud humana como para el ambiente, derivados del espacio contaminado, por lo cuál es necesario aplicar saneamiento y recuperación.
TRATAMIENTO IN SITU DE SUELOS CONTAMINADOS
Este no requiere excavar y retirar el suelo contaminado, por lo cuál provoca menos liberación de polvo y contaminantes por lo cuál permite descontaminar un mayor volumen de suelo que por el T. ex situ.
El tratamiento ex situ el suelo es quien funge como reactor por lo cuál se generan inconvenientes por que es más lento, tiene dificultad al mantener las condiciones y dependencia de los suelos.
TRATAMIENTO BIOLÓGICO DE AGUAS SUBTERRANEÁS
Este tratamiento pretende aumentar la velocidad del proceso de degradación natural.
Una de las principales limitaciones de este tipo de operación, es que el agua podría irse al reinyectarse, y que las vías de flujos no contengan el descontaminante, y pues sólo se descontamine algo y no todo.
TRATAMIENTO EX SITU DE SUELOS CONTAMINADOS
Estás técnicas pueden ser muy fáciles y rápidas de controlar y aplicables a un mayor abanico de contaminantes y suelos que las técnicas in situ. Sin embargo requieren excavación y acondicionamiento del suelo antes y después de la fase de tratamiento. Incluyendo técnicas de tratamiento en fase sólida como en forma de lodos.
BIODISPONIBILIDAD DE LOS CONTAMINANTES E INTERACCIONES CON LA MATRIZ DEL SUELO
La disponibilidad de un compuesto orgánico en agua se reduce, temporalmente, cuando se une a partículas suspendidas o a sedimentos.
El concepto de biodisponibilidad engloba diferentes factores, físicos, químicos y biológicos del entorno y es diferente para diferentes organismos.
Los distintos tipos de interacciones de los compuestos orgánicos en la matriz del suelo son 4;
· Residuo ligado covalentemente
· Residuos solubles ligados covalentemente
· Residuos adsorbidos
· Residuos inmovilizados (atrapados)
PROCESO DE ENVEJECIMIENTO DE LA CONTAMINACIÓN
El envejecimiento de los compuestos depende de diversos factores como; cantidad, naturaleza de la materia orgánica, constituyentes inorgánicos del suelo, estructura y tamaño de poro entre otros.
El resultado del proceso de envejecimiento es la movilización de compuestos desde los compartimientos más accesibles del suelo, a los menos accesibles o a los inaccesibles, con el cuál se produce 1 reacción en la capa de extracción de los componentes.
VALORACIÓN DE LA BIODISPONIBILIDAD
Esta puede ser evaluada con 2 perspectivas distintas; química y biológica.
Los aspectos biológicos de esta valoración son;
· Ser accesible al organismo
· Ser biodegradable
Aspectos químicos:
· Como objeto es la determinación de la concentración de compuestos totales y por tanto, se han aplicado métodos como la extracción en Soxhlet.
· Se debe tener en consideración la determinación de riesgo toxicológico o evaluación de la posibilidad de bioacumulación.
ENSAYOS PARA EVALUAR LA EFECTIVIDAD DEL TRATAMIENTO
Los contaminantes que son biodegradables bajo condiciones naturales incluyen;
· BTEX
· Creosota
· VOC
· TCE y PCE
· Pesticidas
· Solventes orgánicos
· Conservantes para madera
Muchos de los contaminantes son persistentes en le ambiente como; PCB, PAH son resistentes al tratamiento microbiológico por diferentes causas como; toxicidad, utilización preferente por los microorganismos, incapacidad genética, condiciones ambientales etc.
Aunque el tratamiento biológico no puede degradar contaminantes inorgánicos (metales y radionúclidos).
Las condiciones ambientales que pueden retardar o incluso detener el proceso de degradación;
· Concentración elevada del contaminante
· Gradientes de concentración muy rápidos
· Número o tipo de microorganismos inadecuado
· Condiciones demasiado ácidas o demasiado alcalinas
· Falta de nutrientes adecuados
· Baja permeabilidad o existencia de estratos; dificultad de eficiencia de la contaminación.
· Condiciones de humedad desfavorables
· Escasez de oxígeno, nitrato o sulfato como fuente de energía
VIABILIDAD DE TRATAMIENTO BIOLÓGICO
Debe tener las siguientes variables;
· Biodegradabilidad
· Distribución de los contaminantes
· Potencial de lixiviación
· Reactividad química de los contaminantes
· Extensión y profundidad de la contaminación
· Tipo y propiedades del suelo
· Competencia biológica
· Presencia o ausencia de sustancias tóxicas
· Capacidad de los microorganismos del suelo para degradar
Biodegradación en el suelo, es un complejísimo proceso, que integra difusión de contaminantes en la matriz porosa del suelo, adsorción a la superficie del suelo y biodegradación en las biopelículas que se configuran en la superficie de las partículas de suelo y grandes poros, así como en la fase acuosa.
Una forma de estudiar la capacidad de degradar biológicamente un cierto contaminante en el suelo, es evaluar, utilizando técnicas de respirometría. Se trata de conocer la tasa de respiración que puede servir para determinar la posibilidad de éxito al estimular el crecimiento biológico en ese medio.
La degradación de contaminantes orgánicos es difícil por la existencia de factores complejos como:
· Presencia de barreras que dificulten la difusión de contaminantes
· Efecto de la adsorción química a las arcillas y constituyentes húmicos
· Presencia de otros materiales orgánicos
· Cambios en el crecimiento microbiano
· Efecto de la solubilidad
· Formación de la biopelícula en la superficie
· Existencia de microflora no adaptada
VALORACIÓN DE LA EFICIENCIA DE UN TRATAMIENTO BIOLÓGICO DE DESCONTAMINACIÓN
Es la evaluación del éxito obtenido después de la aplicación del tratamiento.
Algunos factores difíciles de valorar:
· La disminución de la concentración de los sustratos
· El ambiente es de gran heterogeneidad
· Lixiviación muy difícil
TÉCNICAS PARA PREDECIR LA EFECTIVIDAD DEL TRATAMIENTO BIOLÓGICO DE UN SUELO CONTAMINADO
Los factores que controlan la densidad de población;
· Factores fisicoquímicos como; pH, el contenido de agua, oxi-reducción, salinidad, textura del suelo, etc.
· Factores biológicos incluye; la competencia por los recursos, la existencia de predadores como protozoos y microartrópodos y los inhibidores metabólicos.
QUÍMICA DE LOS HIDROCARBUROS DEL PETRÓLEO
El grupo de los hidrocarburos del petróleo en donde se encuentran el combustible puro, fuentes de combustible como el gas natural, carbón y turba.
Existen 3 grupos:
· Alcanos(parafinas)
· Alquenos(olefinas)
· Hidrocarburos aromáticos
TRATAMIENTO BIOLÓGICO DE CONTAMINACIONES POR PETRÓLEO Y SUS DERIVADOS
Condiciones generales a cualquier proceso de degradación biológica:
· Biodegradación de todos los hidrocarburos requiere la disponibilidad de aceptores electrónicos
· Biodegradación de alcanos así como las rutas metabólicas implicadas están bien identificadas
· Producen surfactantes como respuesta a la presencia de hidrocarburosCompuestos oxigenados
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