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CAPÍTULO III
FACTORES QUE INCIDEN
SOBRE LA
BIORREMEDIACIÓN
1
OBJETIVOS
 Identificar los factores ambientales y microambientales que
inciden sobre el proceso de biorremediación.
 Definir su influencia sobre la cinética del proceso de
Biorremediación.
 Conocer, ¿cómo generar las condiciones ambientales ideales
para la biodegradación?
2
FACTORES QUE INCIDEN
 Concentración de contaminantes
 Tipo de contaminante
 Tipo de microorganismo
 Disponibilidad de carbono y nutrientes (NPK)
 Temperatura
 pH
 Humedad
 Conductividad
 Aireación
3
FACTORES QUE INCIDEN
 Activadores (Estimulantes) organominerales,
 Cosustratos
 Metales pesados
 Estructura del residuo y del suelo.
• Condiciones ambientales imperantes
4
Concentración de
contaminantes
 La concentración de un c0ntaminante es determinante a la
hora de biorremediar, no es lo mismo tratar residuos con una
concentración de 20.000 ppm de TPHs que tratar 250.000
ppm de TPHs.
 La concentración elevada es tóxica para los mismos
microorganismos, razón por la cual se debe recurrir a
estrategias de dilución: Tratar por parte, mezclar con otro
contaminante, empleo masivo de material estructurante y
esponjante, uso de tamices moleculares, lavado. En ningún
caso, se diluirá empleando material limpio.
 Para hidrocarburos, concentraciones mayores a 40.000 ppm
son tóxicas.
5
Tipo de contaminante
 La naturaleza química del contaminante, también es
determinante para el proceso de biorremediación. Si es de
estructura carbonada (orgánica), su degradación se facilita ya
que es la fuente de carbono empleada por el microorganismo.
Si no lo posee se debe adicionar fuentes de carbono
adicionales al sistema.
 En consecuencia tratar compuesto inorgánicos es mas
complejo que tratar compuestos orgánicos. Los inorgánicos
requieren la participación de microorganismos específicos
quimiolitotróficos, para su oxidación o reducción.
6
Tipo de
microorganismo
 Cada microorganismo o consorcio de microorganismo está
especializado para degradar un contaminante específico, así
especies bacterianas como Rhodococcus, degradan con
eficiencia HAPs, de igual forma los hongos Aspergillus y
Penicillum. Para cierto tipo de residuos los hongos son más
eficientes que las bacterias.
 Con frecuencia algunos contaminante requieren de un
proceso secuencial de degradación aeróbico con anaeróbico
o viceversa, esto implica el empleo de consorcios específicos
para el efecto.
 Otros residuos requieren altas temperaturas de tratamiento,
en consecuencia es necesario el empleo de microorganismos
termófilos.
7
Estructura y estado
del residuos
 El estado de agregación de un contaminante sujeto a
biorremediación es determinante para:
1. Definir la metodología de tratamiento. Existen metodologías
para residuos con altas concentraciones de COVs, en
estado líquido, en lechada, altamente densos, altamente
hidratados, etc.
2. Definir las medidas de seguridad a implementarse.
3. Estimar los tiempos de tratamiento.
4. Identificar las operaciones unitarias necesarias.
8
Estructura
 Cada compuesto químico posee características únicas que
dictan el mecanismo o combinación de ellos, que controlan su
movimiento y degradabilidad.
 Independientemente de la naturaleza del contaminante, su
estructura química determina su polaridad, solubilidad,
volatilidad y capacidad para reaccionar con otras sustancias.
Algunos compuestos son altamente resistentes a la
transformación, mientras que otros son completamente
química o bioquímicamente reactivos (Alexander 1994, Eweis
et al. 1998, Sellers 1999)
9
Disponibilidad de
NPK
 Nitrógeno.- Necesario para la síntesis de proteínas y ácidos
nucleicos. (fuentes de gallinasa, pueraria, alfalfa)
 Fósforo.- Necesario para la síntesis de ATP y enzimas
respiratorias como NADP, síntesis de ácidos nucleicos.(restos
de origen animal...huesos, espinas, hortalizas)
 Potasio.- Necesario para el perfecto funcionamiento de los
potenciales de membrana (residuos de banano).
 La relación de NPK, que se debe lograr en un sistema de
tratamiento es 3:1:1
10
Temperatura
 La temperatura, determina la velocidad de crecimiento y puede
también ser determinante sobre el tipo de microorganismos
que ocupan un ecosistema. La velocidad de una reacción
química es función de la temperatura, y sigue la Ley de
Arrhenius:
 Log10 V= - AH + C
2.303RT
11
donde:
• K(T) : constante cinética (dependiente de la temperatura)
• A: factor pre exponencial o factor de frecuencia. Indica la frecuencia de las
colisiones.
• Ea : energía de activación, expresada en J/mol.
• R: constante universal de los gases. Su valor es 8,3143 J·K-1·mol-1
• T: temperatura absoluta [K]
Efecto de la temperatura
 De nuestra
experiencia valores
de temperatura
ideales para la
mayoría de trabajos
de biorremediación
oscilan entre: 37-
45°C.
 Por cada 10°C de
incremento la
velocidad se
duplica.
12
Mínimos, óptimos
y máximos de temperatura
13
Bacterias Habitat Mínimo Óptimo Máximo
Listeria monocytogenes Animales, suelo, vegetación, agua 1 30-37 45
Vibrio marinus Océano abierto 4 15 30
Stenotrophomonas maltophilia Suelo 4 35 41
Thiobacillus novellus Sitios donde existe sulfuro reducido
(muchos sitios)
5 25-30 42
Staphylococcus aureus Piel 10 30-37 45
Escherichia coli Intestinos 10 37 45
Clostridium perfringens Suelo , alimentos 15 45 55
Streptococcus pyogenes Membranas mucosas 20 37 40
Anoxybacillus flavithermus Heiseres 30 60 72
Thermus aquaticus Fuentes cálidas 40 70-72 79
Methanococcus jannaschii Fuentes hidro-termales 60 85 90
Sulfolobus acidocaldarius Fuentes de sulfuro calientes y
reducidas
70 75-85 90
Pyrobacterium brockii Fuentes hidrotermales 80 102-105 115
Methanopyrus kandleri Fuentes hidrotermales 85 100 110
AIREACIÓN
 De acuerdo a su respuesta frente al O2 las bacterias se
clasifican como:
 Aerobias: dependen del O2- . Microaerófilas: prefieren
concentraciones bajas (2% ).
 Anaerobias facultativas: utilizan O2 si está presente, pero
pueden crecer en su ausencia
 Anaerobias: no pueden utilizar O2 . Pueden ser:
1. estrictas: el O2 es tóxico
2. aerotolerantes: toleran el O2.
14
Aireación
 En los sistemas de biorremediación se garantiza mediante
ventilación forzada, por volteo manual o por adición de una
solución de peróxido de sodio al 5%.
 La frecuencia de volteo permite eliminar los focos de
incremento de temperatura (y evitar auto incineración de los
residuos en tratamiento).
 El oxígeno es necesario para garantizar las condiciones
aeróbicas del tratamiento, y evitar la formación de gases
tóxicos que se producen bajo condiciones anaeróbicas: H2S,
CH4, NH3, R-S, CO, COVs.
15
Efecto del oxígeno 16
Relación de los
microorganismos con el oxígeno 17
Organismo Habitat Relación de oxígeno
Sulfolobus acidocaldarius Fuentes calientes de sulfuro Strict aerobe
Acinetobacter calcoaceticus Piel Strict aerobe
Bifidobacterium bifidum Intestinos humanos Strict anaerobe
Methanosarcina barkeri Agua fresca, sedimentos marinos, digestores
anaeróbicos.
Strict anaerobe
Magnetospirillum magnetotacticum Agua fresca y marina Microaerophile
Campylobacter jejuni Superficies mucosas de animales y aves Microaerophile
Bacillus licheniformis Ubiquitous Facultative anaerobe
Enterobacter aerogenes Intestinos de animales , que consumen
alimentos calientes, agua fresca.
Facultative anaerobe
Vibrio fischeri Agua marina, órganos luminosos de varias
especies marinas.
Facultative anaerobe
Lactobacillus acidophilus Animalse y plantas que fermentan
alimentos.
Aerotolerant anaerobe
pH
 Debe ser adecuado para garantizar el transcurso de la
biorremediación, la que transcurre con frecuencia bajo pH
que varían entre 5,5,-7,5.
 En consecuencia es necesario monitorear el pH durante la
biorremediación, por cuanto incide sobre: La activación de
enzimas bacterianas, solubilidad de metales pesados.
 Los valores de pH dependerán del tipo de residuo a tratar, de
las condiciones ambientales y de los microorganismos
empleados.
18
Influencia del pH 19
Organismo Habitat Mínimo pH Óptimo pH Máximo pH
Thiobacillus thiooxidans Areas ricas en sulfuro,
frecuentemente ácidos
0.5 2.0-2.8 4.0-6.0
Sulfolobus acidocaldarius Fuentes de ácidos sulfúrico 1.0 2.0-3.0 5.0
Bacillus acidocaldarius Fuentes calientes acidificadas 2.0 4.0 6.0
Zymomonas lindneri Ambientes con alta concentración
de azúcares
3.5 5.5-6.0 7.5
Lactobacillus acidophilus Animales, plantas, Roca degradada 4.0-4.6 5.8-6.6 6.8
Staphylococcus aureus Superficie de animales, cavidad
nasal, piel.
4.2 7.0-7.5 9.3
Escherichia coli Intestinos de animales 4.4 6.0-7.0 9.0
Clostridium sporogenes Suelos y sedimentos que son
anaeróbicos.
5.0-5.8 6.0-7.6 8.5-9.0
Erwinia caratovora Patógenos vegetales 5.6 7.1 9.3
Pseudomonas aeruginosa Cosmopolitas 5.6 6.6-7.0 8.0
Streptococcus pneumoniae Patógenos de animales 6.5 7.8 8.3
Nitrobacter spp. Cosmopolitas 6.6 7.6-8.6 10.0
Concentración de sales
 El incremento de la salinidad en especial de las sales de Na y
Ca, inhiben la asimilación de iones de micro elementos
necesarios para la nutrición microbiana
20
Mediante el RAS se denota la
proporción relativa en la que se
encuentra la proporción del catión
sodio respecto a los iones Calcio
y Magnesio (los cationes
divalentes Ca+2 y Mg+2) que
compiten con el sodio por los
lugares de intercambio del suelo.
Halo-tolerancia 21
Organismo Habitat Minimo de actividad acuosa para el
crecimiento
Caulobacter Agua fresca y marina diluida 1.00
Pseudomonas Ambientess con bajo nivel salino 0.91
Salmonella/E. coli Animales 0.91
Lactobacillus Animales y plantsa 0.90
Bacillus Suelo 0.90
Staphylococcus Animales 0.85
Halobacterium Lagos salados, mar muerto 0.75
Radiación
electromagnética
 La intensidad de la luz incidente es fundamental para la
biorremediación, en especial cuando se emplean hongos,
los mismos que crecen y se desarrollan mejor en la sombre,
razón por la que con frecuencia los sistemas de compostaje
se deben cubrir para evitar la acción negativa de la
radiación.
 En especial en zonas alto andinas donde la radiación UV es
intensa y los rayo solares caen verticalmente, es necesario
proteger a los sistemas de tratamiento.
22
Humedad
 La disponibilidad de agua es fundamental para el proceso de
biorremediación, porque el agua es portadora de sales
minerales y nutrientes necesarios para el metabolismo
microbiano. “Todo proceso bioquímico ocurre en solución”.
 Para la mayoría de los trabajos de biorremediación los valores
de humedad deben mantenerse dentro del rango de 40-60%
de humedad.
 Menos de 40%, el metabolismo se detiene o se ralentiza
(incrementa la temperatura, se produce desecación y los
nutrientes se precipitan, disminuyendo su disponibilidad para
los microorganismos). Más de 60% los poros del sustrato se
llenan de agua y se generan condiciones anaeróbicas, baja la
temperatura y se lixivian los nutrientes y contaminantes.
23
Conductividad
 La conductividad eléctrica es fundamental para un trabajo de
biorremediación. La conductividad eléctrica es la medida de
la capacidad (o de la aptitud) de un material o sustancia para
dejar pasar (o dejar circular) libremente la corriente eléctrica.
La conductividad depende de la estructura atómica y
molecular del material.
 La unidad de medición utilizada comúnmente es el
Siemens/cm (S/cm), con una magnitud de 10 elevado a -6 , es
decir microSiemens/cm (µS/cm), o en 10 elevado a -3, es
decir, miliSiemens (mS/cm).
 El valor de la conductividad es directamente proporcional a la
concentración de sólidos disueltos, por lo tanto, cuanto mayor
sea dicha concentración, mayor será la conductividad.
24
Conductividad
 Los valores ideales de conductividad eléctrica para trabajos
de biorremediación oscilan según el gráfico
25
Conductividad
26
CE mmho/cm Influencia Biorremediación
<0,35 Inapreciable
0,35-1,15
0,35-0,65 Ligera
0,65-1,15 Media
>1,15 Intensa
Aceptores de electrones
 Aceptores de electrones. Su presencia es importante para
la aplicación de tecnologías de biorremediación. Ejemplos de
aceptores de electrones pueden
ser oxígeno, nitrato, hierro (III), manganeso (IV), sulfato, dióx
ido de carbono, o incluso, en algunos
microorganismos solventes clorados, tales como
el tetracloroetileno (PCE), y cloruro de vinilo (CV). Estas
últimas reacciones resultan de interés no solo porque los
organismos obtienen energía, sino porque además, se
encuentran involucradas en la biorremediación natural de
estos contaminantes orgánicos
27
Polaridad
 Polaridad y carga iónica. Los compuestos no polares
tienden a ser hidrofóbicos y se concentran en la materia
orgánica del suelo. Los compuestos no polares
generalmente tienen menor movilidad en el suelo que los
polares. La carga iónica determina la capacidad de un
compuesto para su adsorción en un sólido.
28
Activadores
organominerales
 Activadores de naturaleza organomineral, tales como:
1. Humatos (sales sódicas y potásicas de ácidos húmicos y
fúlvicos .
2. Leonardita (fuente de ácidos húmicos y fúlvicos).
3. Humus
4. Compost
Sustancias que son sustancias inactivas que estimulación las
reacciones de intercambio iónico, quelación, complejación
inmovilización y óxido-reducción. Proveen de nutrientes, regulan
el pH y estimulan la formación de coloides edáficos.
29
ACTIVADORES
ORGANOMINERALES
 Cinco son los grupos funcionales de la materia orgánica
existente en el suelo con afinidad por los iones metálicos: -O-,
-NH2, -N=N, -COO-, -C=O.
 Al anión complejante se le conoce como ligando, y la
estabilidad del complejo depende del tipo de enlace que se
establece entre este y el mineral.
 Los complejos más estables son aquellos que resultan de
enlaces tipo iónico, que dan lugar a procesos de adsorción del
grupo funcional de materia orgánica con la superficie del
mineral arcilloso.
 Se diferencian dos grandes grupos: complejos arcillo-húmicos
y complejos organo-metálicos.
30
ACTIVADORES
ORGANOMINERALE
S Los primeros son por lo general estables, insolubles y de
tamaño relativamente grande.
 El segundo grupo lo constituyen los complejos órgano-
metálicos, formados por la unión de compuestos orgánicos
con iones metálicos, como Fe, Al, Zn, Cu, etc. Este tipo de
complejos son importantes ya que pueden inmovilizar metales
tóxicos procedentes de vertidos y favorecer procesos de
intercambio.
31
LEONARDITA
 La leonardita es carbono orgánico mineralizado a lo largo de
millones de años. La leonardita obtenida de sus fuentes
naturales o lignina modificada, contiene hasta un 45-50% de
sustancias biológicamente activas e importantes cantidades
de balastre, ceniza y otros materiales inertes, incluidos sales
de metales pesados que deben ser eliminados de su
composición antes de que puedan ser empleados en las
actividades agropecuarias
32
estructura típica de la leonardita,
33
ÁCIDOS HÚMICOS
 Las interacciones de los ácidos húmicos con las sales
minerales de suelo, conducen a la formación de complejos
órgano-minerales, a través de los siguientes procesos.
1. Absorción de sustancias húmicas por parte de
compuestos minerales en fase sólida.
2. Formación de sales hetero polares complejas.
3. Formación de sales heteropolares simples.
4. Interacción de las sustancias húmicas con sustancias
químicas y contaminantes.
34
ÁCIDOS HÚMICOS 35
HUMATOS
 Son carbones minerales petrificados a lo largo de miles de
millones de años; como resultado de modificación química y
biológica de plantas y animales, por acción de
microorganismos. Las sustancias con actividad biológica
responsables de las bondades de los humatos son los ácidos
húmicos y fúlvicos.
 Los humatos son Quelatos complejos con microelementos
que pueden penetrar más fácilmente que los iones ordinarios
en el interior de las células radiculares de las plantas.
36
HUMATOS
 Los humatos, presentan una gran variedad de formas y
composición y calidad. Los procesos tecnológicos de
purificación desarrollados en la Federación Rusa, hace más
de 20 años, han permitido obtener humatos con alto contenido
de sustancias biológicamente activas y de gran solubilidad.
Así existen humatos con concentraciones de hasta el 87% de
sustancia biológicamente activa y con una solubilidad de
hasta el 93- 95%.
37
CARACTERÍSTICAS
 Fácil asimilación.
 El contenido de sustancia biológicamente activa por unidad de
volumen.
 La presencia de micro elementos necesarios para el
desarrollo vegetal y microbiano, en cantidades efectivas.
 La gran estabilidad de sus soluciones, que no requieren
condiciones especiales de almacenamiento y tiempo de
empleo.
 Su capacidad para mejorar la estructura de los suelos,
enriqueciendo al suelo con materia orgánica y estimulando el
proceso de humificación.
38
CARACTERÍSTICAS
 Su eficiencia probada en la remediación y recuperación de
suelos contaminados por agro pesticidas.
 Su capacidad de estimular el desarrollo microbiano,
responsable de la capacidad de auto depuración de los suelos
y de proveer nutrientes a las plantas.
 Potenciación del efecto fisiológico de agro pesticidas y
abonos minerales, que permite la reducción de sus consumo
con el mismos efectos beneficiosos para los cultivos, a más
de disminuir, la contaminación, salinificación de los suelos y
reducir los costos operativos.
39
Desarrollo de un
sistema radicular
poderoso
Aceleración del
crecimiento
Incremento de
sustancias nutritivas
en frutos
Resistencia a factores
ambientales
desfavorables
Aceleración de la
respiración
Asimilación de
potasio
Incremento de la energética
celular e intensificación del
metabolismo
PLANTA Incremento de la permeabilidad
de la membrana celular
HUMATO Ordenamiento
estructural
Crecimiento y resistencia
a las enfermedadesAGUA
SUELO
Enlace de
pesticidas
Enlace de
metales
pesados
Enlace de
iones Fe y Al
Formación
de
quelatos
Formación
de geles
Cambio
del color
Incremento de la
capacidad de
intercambio
Activación
de m/o
Formación
de puentes
Mejora
régimen
calórico
Retención
de
humedad
Estructura
ción
Formación
intensiva
de humus
Regulación
de la
nutrición
Asimilación
de fósforo
Protección
contaminación
Protección
pesticida
Nutrición
micro
elementos
40
Cosustratos
 Son sustancias que presentan afinidad estructural y
comportamiento químico, similar al sustrato objeto de
remediación, que estimulan el inicio del proceso de
biorremediación.
 Ejemplos de Cosustratos:
1. Aceites esenciales, Cosustratos de los compuestos
aromáticos y derivados del benceno.
2. Tricloroetileno TCE, para degradar metano.
3. La biodegradación de purines es más efectiva si se adiciona
glicerina. Resulta que la glicerina, en su estructura tan
sencilla, no contiene nitrógeno, pero los purines sí.
41
COSUSTRATOS
 Los asfaltenos pueden degradarse con ayuda de un
consorcio microbiano, que incluye a Stenotrophomonas
maltophilia, aclimatado al fueloil, adicionando Cosustratos
como estiércol vacuno y cáscaras de papa (empleado en el
Prestige).
 Microorganismos de los géneros Nocardia, Acinetobacter,
Pseudomonas, Ralstonia, Gordono, Rhodococcus,
Agrobacterium y Debaryomyces, pueden degradar aceites
usados mediante la adición de cosustratos, como, aceites y
grasas de rechazo de la industria palmicultora, así como
aceites de origen vegetal empleados en calidad de
componentes de biocombustibles.
42
COSUSTRATOS
 El Diclorofenol, puede ser eficientemente biodegradado con
el uso de una fuente alterna de carbono, principalmente
tolueno y fenol, de esta forma se logra la degradación en 60
por ciento del contaminante. El proceso mejora en 25 por
ciento la degradación lograda mediante controles sin
cosustrato.
 El crudo intemperado, presenta una serie de problemas para
su biorremediación o tratamiento, debido a su dureza e
insolubilidad. En pruebas desarrolladas en el Distrito
amazónico, se empleó en calidad de cosustrato emulsicante a
grasas de rechazo de las plantas extractoras de aceite de
palma africana.
43
COSUSTRATOS
 Stenotrophomonas maltophilia, Rhodococcus y hongos de
los géneros Aspergillus y Penicillum, se han aislado para
realizar la biodegradación efectiva de crudo intemperizado
emulsionado.
 El empleo de cosustratos es muy extendido en las plantas
de producción de Biogás por digestión anaerobia, que
emplean básicamente purines porcinos como materia
prima principal y diversos cosustratos como por ejemplo,
estiércol de conejos, residuos de naranjas, paja, cascarilla
de arroz, etc.
44
COSUSTRATOS
 El proceso denominado “cometabolismo” ó “cooxidación”
consiste en la transformación de aquellos compuestos
orgánicos, que no pueden ser utilizados como fuente de
carbono ó energía por los microorganismos, pero pueden ser
potencialmente degradados por enzimas generadas por los
mismos, para metabolizar otras sustancias.
 El cometabolismo puede suponer un requisito previo a la
mineralización de muchos compuestos recalcitrantes, tales
como los Hidrocarburos Aromáticos Policíclicos (HAP’s)
(Atlas, 1997; US E.P.A, 1994).
45
COSUSTRATOS
 El término cometabolismo, ha sido el más ampliamente
empleado para describir el proceso donde un compuesto es
transformado fortuitamente, sin ser utilizado como sustrato
para el crecimiento ó como fuente de energía.
 Generalmente, los productos del cometabolismo son
metabolitos ó subproductos parcialmente oxidados ó
transformados, que pueden ser utilizados por otros
microorganismos y de esta forma continuar hasta la
degradación completa del compuesto contaminante.
46
SIMILITUD
ESTRUCTURAL
47
48
Condiciones ambientales
del sitio
 Las condiciones climáticas, topográficas ecológicas del sitio
elegido, también inciden sobre la eficiencia de un trabajo de
biorremediación:
1. Topografía (pendiente no mayor al 10%)
2. Precipitaciones (exceso de lluvias, sequías prolongadas).
3. Velocidad del viento.
4. Nivel freático.
5. Tipo de vegetación circundante.
6. Tipos de suelo: porosidad, permeabilidad, estructura, etc.
49
Tipo y propiedades del
suelo
 Contenido de materia orgánica (Humus).
 Porosidad (infiltración y lixiviación)
 Capacidad de campo.
 Capacidad de intercambio iónico.
 Estructura (anidamiento para los microorganismos)
 Plasticidad (facilidad para manipular los suelos en
tratamiento).
 Tipo de suelo: arcillosos, suelos impermeables, generan
condiciones anaeróbicas. Arenosos, suelos altamente
permeables facilitan la lixiviación de contaminantes, no
retienen humedad, pobres en nutrientes, etc.
50
OTROS FACTORES
El desarrollo de los microorganismos (cómo de cualquier ser
vivo) se rige por dos principios:
 Ley del Mínimo de Liebig (1840).
La Ley de Liebig dice que el crecimiento sólo se produce en la
tasa permitida por el más limitante
51
Leyes
 Shelford definió la Ley de la tolerancia : Todo ser vivo
presenta ante los diferentes factores ambientales unos
límites en los que puede vivir, tanto superiores como
inferiores entre los cuales se sitúa su óptimo ecológico.
http://http-ecologiatuplaneta.webnode.es/leyes-de-la-ecologia-ley-del-minimo-y-ley-de-la-tolerancia-/
52
CONCLUSIONES
 El proceso de biorremediación, depende de muchos factores
tanto microbianos, del sustrato así como del medio donde se
ejecutan los trabajos.
 La temperatura es el principal parámetro que afecta a la
cinética del proceso, por cuanto un incremento en 10°C,
duplica la velocidad del proceso de degradación.
 Con frecuencia en los sistemas de tratamiento muchos
nutrientes resultan ser limitantes, esto obliga a emplear
estrategias de bioestimulación (abastecimiento de NPK).
 Los microorganismos trabajan observando dos leyes, la ley
del Mínimo de Liebig y la ley de tolerancia de Shelford.
53
CUESTIONARIO
1. De todos los parámetros que afectan a la biorremediación
analizados, ¿cuál es para usted el más importante y por
qué?
2. ¿Cuál es la importancia del empleo de cosustratos en
biorremediación?
3. ¿A que se debe la alta actividad biológica que presentan los
activadores organominerales? Exponga al menos dos
causas.
4. ¿Cómo influye la polaridad de los residuos en su capacidad
de degradación?
5. ¡por qué es necesario controlar la conductividad eléctrica en
un sistema de tratamiento?
54
CUESTIONARIO
7.- ¿Qué estrategias existen para reducir la concentración de los
contaminantes y eliminar su toxicidad para los microorganismos?
8.- Explique, ¿por qué es mejor realizar trabajos de
biorremediación bajo condiciones aeróbicas en vez de
anaeróbicas?
9.- Se afirma que en un trabajo de biorremediación es mejor
emplear consorcios microbianos en vez de cepas individuales,
¿en qué se sustenta esta afirmación?
10.- ¿Cómo las condiciones ambientales del sitio donde se
ejecuta la biorremediación puede afectar al proceso?
11.- ¿Cuáles son los efectos de la excesiva humedad en un
sistema de tratamiento?
55
BIBLIOGRAFÍA
 Miguel Gualoto (2011).Presentación de Cosustratos en
Biorremediación. ECOFAST.
 Makuzhev Yuriy (2005). Todos sobre los Humatos. Agroprom
izdat. Moscú.
 Ronald L. (1999). Bioremediation, principles and aplication.
Cambridge University Press.
 Shree N, et all (2007). Environmental Bioremediation
technologies. Springer.
 Margesin Rosa, Franz Schinner Ed. (2005). Manual of soil
anlysis and monitoring assessing, soil Bioremediation.
Springer.
56

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Curso de Biorremediación capítulo iii

  • 1. CAPÍTULO III FACTORES QUE INCIDEN SOBRE LA BIORREMEDIACIÓN 1
  • 2. OBJETIVOS  Identificar los factores ambientales y microambientales que inciden sobre el proceso de biorremediación.  Definir su influencia sobre la cinética del proceso de Biorremediación.  Conocer, ¿cómo generar las condiciones ambientales ideales para la biodegradación? 2
  • 3. FACTORES QUE INCIDEN  Concentración de contaminantes  Tipo de contaminante  Tipo de microorganismo  Disponibilidad de carbono y nutrientes (NPK)  Temperatura  pH  Humedad  Conductividad  Aireación 3
  • 4. FACTORES QUE INCIDEN  Activadores (Estimulantes) organominerales,  Cosustratos  Metales pesados  Estructura del residuo y del suelo. • Condiciones ambientales imperantes 4
  • 5. Concentración de contaminantes  La concentración de un c0ntaminante es determinante a la hora de biorremediar, no es lo mismo tratar residuos con una concentración de 20.000 ppm de TPHs que tratar 250.000 ppm de TPHs.  La concentración elevada es tóxica para los mismos microorganismos, razón por la cual se debe recurrir a estrategias de dilución: Tratar por parte, mezclar con otro contaminante, empleo masivo de material estructurante y esponjante, uso de tamices moleculares, lavado. En ningún caso, se diluirá empleando material limpio.  Para hidrocarburos, concentraciones mayores a 40.000 ppm son tóxicas. 5
  • 6. Tipo de contaminante  La naturaleza química del contaminante, también es determinante para el proceso de biorremediación. Si es de estructura carbonada (orgánica), su degradación se facilita ya que es la fuente de carbono empleada por el microorganismo. Si no lo posee se debe adicionar fuentes de carbono adicionales al sistema.  En consecuencia tratar compuesto inorgánicos es mas complejo que tratar compuestos orgánicos. Los inorgánicos requieren la participación de microorganismos específicos quimiolitotróficos, para su oxidación o reducción. 6
  • 7. Tipo de microorganismo  Cada microorganismo o consorcio de microorganismo está especializado para degradar un contaminante específico, así especies bacterianas como Rhodococcus, degradan con eficiencia HAPs, de igual forma los hongos Aspergillus y Penicillum. Para cierto tipo de residuos los hongos son más eficientes que las bacterias.  Con frecuencia algunos contaminante requieren de un proceso secuencial de degradación aeróbico con anaeróbico o viceversa, esto implica el empleo de consorcios específicos para el efecto.  Otros residuos requieren altas temperaturas de tratamiento, en consecuencia es necesario el empleo de microorganismos termófilos. 7
  • 8. Estructura y estado del residuos  El estado de agregación de un contaminante sujeto a biorremediación es determinante para: 1. Definir la metodología de tratamiento. Existen metodologías para residuos con altas concentraciones de COVs, en estado líquido, en lechada, altamente densos, altamente hidratados, etc. 2. Definir las medidas de seguridad a implementarse. 3. Estimar los tiempos de tratamiento. 4. Identificar las operaciones unitarias necesarias. 8
  • 9. Estructura  Cada compuesto químico posee características únicas que dictan el mecanismo o combinación de ellos, que controlan su movimiento y degradabilidad.  Independientemente de la naturaleza del contaminante, su estructura química determina su polaridad, solubilidad, volatilidad y capacidad para reaccionar con otras sustancias. Algunos compuestos son altamente resistentes a la transformación, mientras que otros son completamente química o bioquímicamente reactivos (Alexander 1994, Eweis et al. 1998, Sellers 1999) 9
  • 10. Disponibilidad de NPK  Nitrógeno.- Necesario para la síntesis de proteínas y ácidos nucleicos. (fuentes de gallinasa, pueraria, alfalfa)  Fósforo.- Necesario para la síntesis de ATP y enzimas respiratorias como NADP, síntesis de ácidos nucleicos.(restos de origen animal...huesos, espinas, hortalizas)  Potasio.- Necesario para el perfecto funcionamiento de los potenciales de membrana (residuos de banano).  La relación de NPK, que se debe lograr en un sistema de tratamiento es 3:1:1 10
  • 11. Temperatura  La temperatura, determina la velocidad de crecimiento y puede también ser determinante sobre el tipo de microorganismos que ocupan un ecosistema. La velocidad de una reacción química es función de la temperatura, y sigue la Ley de Arrhenius:  Log10 V= - AH + C 2.303RT 11 donde: • K(T) : constante cinética (dependiente de la temperatura) • A: factor pre exponencial o factor de frecuencia. Indica la frecuencia de las colisiones. • Ea : energía de activación, expresada en J/mol. • R: constante universal de los gases. Su valor es 8,3143 J·K-1·mol-1 • T: temperatura absoluta [K]
  • 12. Efecto de la temperatura  De nuestra experiencia valores de temperatura ideales para la mayoría de trabajos de biorremediación oscilan entre: 37- 45°C.  Por cada 10°C de incremento la velocidad se duplica. 12
  • 13. Mínimos, óptimos y máximos de temperatura 13 Bacterias Habitat Mínimo Óptimo Máximo Listeria monocytogenes Animales, suelo, vegetación, agua 1 30-37 45 Vibrio marinus Océano abierto 4 15 30 Stenotrophomonas maltophilia Suelo 4 35 41 Thiobacillus novellus Sitios donde existe sulfuro reducido (muchos sitios) 5 25-30 42 Staphylococcus aureus Piel 10 30-37 45 Escherichia coli Intestinos 10 37 45 Clostridium perfringens Suelo , alimentos 15 45 55 Streptococcus pyogenes Membranas mucosas 20 37 40 Anoxybacillus flavithermus Heiseres 30 60 72 Thermus aquaticus Fuentes cálidas 40 70-72 79 Methanococcus jannaschii Fuentes hidro-termales 60 85 90 Sulfolobus acidocaldarius Fuentes de sulfuro calientes y reducidas 70 75-85 90 Pyrobacterium brockii Fuentes hidrotermales 80 102-105 115 Methanopyrus kandleri Fuentes hidrotermales 85 100 110
  • 14. AIREACIÓN  De acuerdo a su respuesta frente al O2 las bacterias se clasifican como:  Aerobias: dependen del O2- . Microaerófilas: prefieren concentraciones bajas (2% ).  Anaerobias facultativas: utilizan O2 si está presente, pero pueden crecer en su ausencia  Anaerobias: no pueden utilizar O2 . Pueden ser: 1. estrictas: el O2 es tóxico 2. aerotolerantes: toleran el O2. 14
  • 15. Aireación  En los sistemas de biorremediación se garantiza mediante ventilación forzada, por volteo manual o por adición de una solución de peróxido de sodio al 5%.  La frecuencia de volteo permite eliminar los focos de incremento de temperatura (y evitar auto incineración de los residuos en tratamiento).  El oxígeno es necesario para garantizar las condiciones aeróbicas del tratamiento, y evitar la formación de gases tóxicos que se producen bajo condiciones anaeróbicas: H2S, CH4, NH3, R-S, CO, COVs. 15
  • 17. Relación de los microorganismos con el oxígeno 17 Organismo Habitat Relación de oxígeno Sulfolobus acidocaldarius Fuentes calientes de sulfuro Strict aerobe Acinetobacter calcoaceticus Piel Strict aerobe Bifidobacterium bifidum Intestinos humanos Strict anaerobe Methanosarcina barkeri Agua fresca, sedimentos marinos, digestores anaeróbicos. Strict anaerobe Magnetospirillum magnetotacticum Agua fresca y marina Microaerophile Campylobacter jejuni Superficies mucosas de animales y aves Microaerophile Bacillus licheniformis Ubiquitous Facultative anaerobe Enterobacter aerogenes Intestinos de animales , que consumen alimentos calientes, agua fresca. Facultative anaerobe Vibrio fischeri Agua marina, órganos luminosos de varias especies marinas. Facultative anaerobe Lactobacillus acidophilus Animalse y plantas que fermentan alimentos. Aerotolerant anaerobe
  • 18. pH  Debe ser adecuado para garantizar el transcurso de la biorremediación, la que transcurre con frecuencia bajo pH que varían entre 5,5,-7,5.  En consecuencia es necesario monitorear el pH durante la biorremediación, por cuanto incide sobre: La activación de enzimas bacterianas, solubilidad de metales pesados.  Los valores de pH dependerán del tipo de residuo a tratar, de las condiciones ambientales y de los microorganismos empleados. 18
  • 19. Influencia del pH 19 Organismo Habitat Mínimo pH Óptimo pH Máximo pH Thiobacillus thiooxidans Areas ricas en sulfuro, frecuentemente ácidos 0.5 2.0-2.8 4.0-6.0 Sulfolobus acidocaldarius Fuentes de ácidos sulfúrico 1.0 2.0-3.0 5.0 Bacillus acidocaldarius Fuentes calientes acidificadas 2.0 4.0 6.0 Zymomonas lindneri Ambientes con alta concentración de azúcares 3.5 5.5-6.0 7.5 Lactobacillus acidophilus Animales, plantas, Roca degradada 4.0-4.6 5.8-6.6 6.8 Staphylococcus aureus Superficie de animales, cavidad nasal, piel. 4.2 7.0-7.5 9.3 Escherichia coli Intestinos de animales 4.4 6.0-7.0 9.0 Clostridium sporogenes Suelos y sedimentos que son anaeróbicos. 5.0-5.8 6.0-7.6 8.5-9.0 Erwinia caratovora Patógenos vegetales 5.6 7.1 9.3 Pseudomonas aeruginosa Cosmopolitas 5.6 6.6-7.0 8.0 Streptococcus pneumoniae Patógenos de animales 6.5 7.8 8.3 Nitrobacter spp. Cosmopolitas 6.6 7.6-8.6 10.0
  • 20. Concentración de sales  El incremento de la salinidad en especial de las sales de Na y Ca, inhiben la asimilación de iones de micro elementos necesarios para la nutrición microbiana 20 Mediante el RAS se denota la proporción relativa en la que se encuentra la proporción del catión sodio respecto a los iones Calcio y Magnesio (los cationes divalentes Ca+2 y Mg+2) que compiten con el sodio por los lugares de intercambio del suelo.
  • 21. Halo-tolerancia 21 Organismo Habitat Minimo de actividad acuosa para el crecimiento Caulobacter Agua fresca y marina diluida 1.00 Pseudomonas Ambientess con bajo nivel salino 0.91 Salmonella/E. coli Animales 0.91 Lactobacillus Animales y plantsa 0.90 Bacillus Suelo 0.90 Staphylococcus Animales 0.85 Halobacterium Lagos salados, mar muerto 0.75
  • 22. Radiación electromagnética  La intensidad de la luz incidente es fundamental para la biorremediación, en especial cuando se emplean hongos, los mismos que crecen y se desarrollan mejor en la sombre, razón por la que con frecuencia los sistemas de compostaje se deben cubrir para evitar la acción negativa de la radiación.  En especial en zonas alto andinas donde la radiación UV es intensa y los rayo solares caen verticalmente, es necesario proteger a los sistemas de tratamiento. 22
  • 23. Humedad  La disponibilidad de agua es fundamental para el proceso de biorremediación, porque el agua es portadora de sales minerales y nutrientes necesarios para el metabolismo microbiano. “Todo proceso bioquímico ocurre en solución”.  Para la mayoría de los trabajos de biorremediación los valores de humedad deben mantenerse dentro del rango de 40-60% de humedad.  Menos de 40%, el metabolismo se detiene o se ralentiza (incrementa la temperatura, se produce desecación y los nutrientes se precipitan, disminuyendo su disponibilidad para los microorganismos). Más de 60% los poros del sustrato se llenan de agua y se generan condiciones anaeróbicas, baja la temperatura y se lixivian los nutrientes y contaminantes. 23
  • 24. Conductividad  La conductividad eléctrica es fundamental para un trabajo de biorremediación. La conductividad eléctrica es la medida de la capacidad (o de la aptitud) de un material o sustancia para dejar pasar (o dejar circular) libremente la corriente eléctrica. La conductividad depende de la estructura atómica y molecular del material.  La unidad de medición utilizada comúnmente es el Siemens/cm (S/cm), con una magnitud de 10 elevado a -6 , es decir microSiemens/cm (µS/cm), o en 10 elevado a -3, es decir, miliSiemens (mS/cm).  El valor de la conductividad es directamente proporcional a la concentración de sólidos disueltos, por lo tanto, cuanto mayor sea dicha concentración, mayor será la conductividad. 24
  • 25. Conductividad  Los valores ideales de conductividad eléctrica para trabajos de biorremediación oscilan según el gráfico 25
  • 26. Conductividad 26 CE mmho/cm Influencia Biorremediación <0,35 Inapreciable 0,35-1,15 0,35-0,65 Ligera 0,65-1,15 Media >1,15 Intensa
  • 27. Aceptores de electrones  Aceptores de electrones. Su presencia es importante para la aplicación de tecnologías de biorremediación. Ejemplos de aceptores de electrones pueden ser oxígeno, nitrato, hierro (III), manganeso (IV), sulfato, dióx ido de carbono, o incluso, en algunos microorganismos solventes clorados, tales como el tetracloroetileno (PCE), y cloruro de vinilo (CV). Estas últimas reacciones resultan de interés no solo porque los organismos obtienen energía, sino porque además, se encuentran involucradas en la biorremediación natural de estos contaminantes orgánicos 27
  • 28. Polaridad  Polaridad y carga iónica. Los compuestos no polares tienden a ser hidrofóbicos y se concentran en la materia orgánica del suelo. Los compuestos no polares generalmente tienen menor movilidad en el suelo que los polares. La carga iónica determina la capacidad de un compuesto para su adsorción en un sólido. 28
  • 29. Activadores organominerales  Activadores de naturaleza organomineral, tales como: 1. Humatos (sales sódicas y potásicas de ácidos húmicos y fúlvicos . 2. Leonardita (fuente de ácidos húmicos y fúlvicos). 3. Humus 4. Compost Sustancias que son sustancias inactivas que estimulación las reacciones de intercambio iónico, quelación, complejación inmovilización y óxido-reducción. Proveen de nutrientes, regulan el pH y estimulan la formación de coloides edáficos. 29
  • 30. ACTIVADORES ORGANOMINERALES  Cinco son los grupos funcionales de la materia orgánica existente en el suelo con afinidad por los iones metálicos: -O-, -NH2, -N=N, -COO-, -C=O.  Al anión complejante se le conoce como ligando, y la estabilidad del complejo depende del tipo de enlace que se establece entre este y el mineral.  Los complejos más estables son aquellos que resultan de enlaces tipo iónico, que dan lugar a procesos de adsorción del grupo funcional de materia orgánica con la superficie del mineral arcilloso.  Se diferencian dos grandes grupos: complejos arcillo-húmicos y complejos organo-metálicos. 30
  • 31. ACTIVADORES ORGANOMINERALE S Los primeros son por lo general estables, insolubles y de tamaño relativamente grande.  El segundo grupo lo constituyen los complejos órgano- metálicos, formados por la unión de compuestos orgánicos con iones metálicos, como Fe, Al, Zn, Cu, etc. Este tipo de complejos son importantes ya que pueden inmovilizar metales tóxicos procedentes de vertidos y favorecer procesos de intercambio. 31
  • 32. LEONARDITA  La leonardita es carbono orgánico mineralizado a lo largo de millones de años. La leonardita obtenida de sus fuentes naturales o lignina modificada, contiene hasta un 45-50% de sustancias biológicamente activas e importantes cantidades de balastre, ceniza y otros materiales inertes, incluidos sales de metales pesados que deben ser eliminados de su composición antes de que puedan ser empleados en las actividades agropecuarias 32
  • 33. estructura típica de la leonardita, 33
  • 34. ÁCIDOS HÚMICOS  Las interacciones de los ácidos húmicos con las sales minerales de suelo, conducen a la formación de complejos órgano-minerales, a través de los siguientes procesos. 1. Absorción de sustancias húmicas por parte de compuestos minerales en fase sólida. 2. Formación de sales hetero polares complejas. 3. Formación de sales heteropolares simples. 4. Interacción de las sustancias húmicas con sustancias químicas y contaminantes. 34
  • 36. HUMATOS  Son carbones minerales petrificados a lo largo de miles de millones de años; como resultado de modificación química y biológica de plantas y animales, por acción de microorganismos. Las sustancias con actividad biológica responsables de las bondades de los humatos son los ácidos húmicos y fúlvicos.  Los humatos son Quelatos complejos con microelementos que pueden penetrar más fácilmente que los iones ordinarios en el interior de las células radiculares de las plantas. 36
  • 37. HUMATOS  Los humatos, presentan una gran variedad de formas y composición y calidad. Los procesos tecnológicos de purificación desarrollados en la Federación Rusa, hace más de 20 años, han permitido obtener humatos con alto contenido de sustancias biológicamente activas y de gran solubilidad. Así existen humatos con concentraciones de hasta el 87% de sustancia biológicamente activa y con una solubilidad de hasta el 93- 95%. 37
  • 38. CARACTERÍSTICAS  Fácil asimilación.  El contenido de sustancia biológicamente activa por unidad de volumen.  La presencia de micro elementos necesarios para el desarrollo vegetal y microbiano, en cantidades efectivas.  La gran estabilidad de sus soluciones, que no requieren condiciones especiales de almacenamiento y tiempo de empleo.  Su capacidad para mejorar la estructura de los suelos, enriqueciendo al suelo con materia orgánica y estimulando el proceso de humificación. 38
  • 39. CARACTERÍSTICAS  Su eficiencia probada en la remediación y recuperación de suelos contaminados por agro pesticidas.  Su capacidad de estimular el desarrollo microbiano, responsable de la capacidad de auto depuración de los suelos y de proveer nutrientes a las plantas.  Potenciación del efecto fisiológico de agro pesticidas y abonos minerales, que permite la reducción de sus consumo con el mismos efectos beneficiosos para los cultivos, a más de disminuir, la contaminación, salinificación de los suelos y reducir los costos operativos. 39
  • 40. Desarrollo de un sistema radicular poderoso Aceleración del crecimiento Incremento de sustancias nutritivas en frutos Resistencia a factores ambientales desfavorables Aceleración de la respiración Asimilación de potasio Incremento de la energética celular e intensificación del metabolismo PLANTA Incremento de la permeabilidad de la membrana celular HUMATO Ordenamiento estructural Crecimiento y resistencia a las enfermedadesAGUA SUELO Enlace de pesticidas Enlace de metales pesados Enlace de iones Fe y Al Formación de quelatos Formación de geles Cambio del color Incremento de la capacidad de intercambio Activación de m/o Formación de puentes Mejora régimen calórico Retención de humedad Estructura ción Formación intensiva de humus Regulación de la nutrición Asimilación de fósforo Protección contaminación Protección pesticida Nutrición micro elementos 40
  • 41. Cosustratos  Son sustancias que presentan afinidad estructural y comportamiento químico, similar al sustrato objeto de remediación, que estimulan el inicio del proceso de biorremediación.  Ejemplos de Cosustratos: 1. Aceites esenciales, Cosustratos de los compuestos aromáticos y derivados del benceno. 2. Tricloroetileno TCE, para degradar metano. 3. La biodegradación de purines es más efectiva si se adiciona glicerina. Resulta que la glicerina, en su estructura tan sencilla, no contiene nitrógeno, pero los purines sí. 41
  • 42. COSUSTRATOS  Los asfaltenos pueden degradarse con ayuda de un consorcio microbiano, que incluye a Stenotrophomonas maltophilia, aclimatado al fueloil, adicionando Cosustratos como estiércol vacuno y cáscaras de papa (empleado en el Prestige).  Microorganismos de los géneros Nocardia, Acinetobacter, Pseudomonas, Ralstonia, Gordono, Rhodococcus, Agrobacterium y Debaryomyces, pueden degradar aceites usados mediante la adición de cosustratos, como, aceites y grasas de rechazo de la industria palmicultora, así como aceites de origen vegetal empleados en calidad de componentes de biocombustibles. 42
  • 43. COSUSTRATOS  El Diclorofenol, puede ser eficientemente biodegradado con el uso de una fuente alterna de carbono, principalmente tolueno y fenol, de esta forma se logra la degradación en 60 por ciento del contaminante. El proceso mejora en 25 por ciento la degradación lograda mediante controles sin cosustrato.  El crudo intemperado, presenta una serie de problemas para su biorremediación o tratamiento, debido a su dureza e insolubilidad. En pruebas desarrolladas en el Distrito amazónico, se empleó en calidad de cosustrato emulsicante a grasas de rechazo de las plantas extractoras de aceite de palma africana. 43
  • 44. COSUSTRATOS  Stenotrophomonas maltophilia, Rhodococcus y hongos de los géneros Aspergillus y Penicillum, se han aislado para realizar la biodegradación efectiva de crudo intemperizado emulsionado.  El empleo de cosustratos es muy extendido en las plantas de producción de Biogás por digestión anaerobia, que emplean básicamente purines porcinos como materia prima principal y diversos cosustratos como por ejemplo, estiércol de conejos, residuos de naranjas, paja, cascarilla de arroz, etc. 44
  • 45. COSUSTRATOS  El proceso denominado “cometabolismo” ó “cooxidación” consiste en la transformación de aquellos compuestos orgánicos, que no pueden ser utilizados como fuente de carbono ó energía por los microorganismos, pero pueden ser potencialmente degradados por enzimas generadas por los mismos, para metabolizar otras sustancias.  El cometabolismo puede suponer un requisito previo a la mineralización de muchos compuestos recalcitrantes, tales como los Hidrocarburos Aromáticos Policíclicos (HAP’s) (Atlas, 1997; US E.P.A, 1994). 45
  • 46. COSUSTRATOS  El término cometabolismo, ha sido el más ampliamente empleado para describir el proceso donde un compuesto es transformado fortuitamente, sin ser utilizado como sustrato para el crecimiento ó como fuente de energía.  Generalmente, los productos del cometabolismo son metabolitos ó subproductos parcialmente oxidados ó transformados, que pueden ser utilizados por otros microorganismos y de esta forma continuar hasta la degradación completa del compuesto contaminante. 46
  • 48. 48
  • 49. Condiciones ambientales del sitio  Las condiciones climáticas, topográficas ecológicas del sitio elegido, también inciden sobre la eficiencia de un trabajo de biorremediación: 1. Topografía (pendiente no mayor al 10%) 2. Precipitaciones (exceso de lluvias, sequías prolongadas). 3. Velocidad del viento. 4. Nivel freático. 5. Tipo de vegetación circundante. 6. Tipos de suelo: porosidad, permeabilidad, estructura, etc. 49
  • 50. Tipo y propiedades del suelo  Contenido de materia orgánica (Humus).  Porosidad (infiltración y lixiviación)  Capacidad de campo.  Capacidad de intercambio iónico.  Estructura (anidamiento para los microorganismos)  Plasticidad (facilidad para manipular los suelos en tratamiento).  Tipo de suelo: arcillosos, suelos impermeables, generan condiciones anaeróbicas. Arenosos, suelos altamente permeables facilitan la lixiviación de contaminantes, no retienen humedad, pobres en nutrientes, etc. 50
  • 51. OTROS FACTORES El desarrollo de los microorganismos (cómo de cualquier ser vivo) se rige por dos principios:  Ley del Mínimo de Liebig (1840). La Ley de Liebig dice que el crecimiento sólo se produce en la tasa permitida por el más limitante 51
  • 52. Leyes  Shelford definió la Ley de la tolerancia : Todo ser vivo presenta ante los diferentes factores ambientales unos límites en los que puede vivir, tanto superiores como inferiores entre los cuales se sitúa su óptimo ecológico. http://http-ecologiatuplaneta.webnode.es/leyes-de-la-ecologia-ley-del-minimo-y-ley-de-la-tolerancia-/ 52
  • 53. CONCLUSIONES  El proceso de biorremediación, depende de muchos factores tanto microbianos, del sustrato así como del medio donde se ejecutan los trabajos.  La temperatura es el principal parámetro que afecta a la cinética del proceso, por cuanto un incremento en 10°C, duplica la velocidad del proceso de degradación.  Con frecuencia en los sistemas de tratamiento muchos nutrientes resultan ser limitantes, esto obliga a emplear estrategias de bioestimulación (abastecimiento de NPK).  Los microorganismos trabajan observando dos leyes, la ley del Mínimo de Liebig y la ley de tolerancia de Shelford. 53
  • 54. CUESTIONARIO 1. De todos los parámetros que afectan a la biorremediación analizados, ¿cuál es para usted el más importante y por qué? 2. ¿Cuál es la importancia del empleo de cosustratos en biorremediación? 3. ¿A que se debe la alta actividad biológica que presentan los activadores organominerales? Exponga al menos dos causas. 4. ¿Cómo influye la polaridad de los residuos en su capacidad de degradación? 5. ¡por qué es necesario controlar la conductividad eléctrica en un sistema de tratamiento? 54
  • 55. CUESTIONARIO 7.- ¿Qué estrategias existen para reducir la concentración de los contaminantes y eliminar su toxicidad para los microorganismos? 8.- Explique, ¿por qué es mejor realizar trabajos de biorremediación bajo condiciones aeróbicas en vez de anaeróbicas? 9.- Se afirma que en un trabajo de biorremediación es mejor emplear consorcios microbianos en vez de cepas individuales, ¿en qué se sustenta esta afirmación? 10.- ¿Cómo las condiciones ambientales del sitio donde se ejecuta la biorremediación puede afectar al proceso? 11.- ¿Cuáles son los efectos de la excesiva humedad en un sistema de tratamiento? 55
  • 56. BIBLIOGRAFÍA  Miguel Gualoto (2011).Presentación de Cosustratos en Biorremediación. ECOFAST.  Makuzhev Yuriy (2005). Todos sobre los Humatos. Agroprom izdat. Moscú.  Ronald L. (1999). Bioremediation, principles and aplication. Cambridge University Press.  Shree N, et all (2007). Environmental Bioremediation technologies. Springer.  Margesin Rosa, Franz Schinner Ed. (2005). Manual of soil anlysis and monitoring assessing, soil Bioremediation. Springer. 56