Descripción y características detalladas de la biorremediación

1. Por:
CONTRERAS VARGAS MARLEN
RUBIO JIMENEZ JORGE LUIS
Universidad Nacional Autónoma
de México
Facultad de Estudios
Superiores Cuautitlán

2. Se denomina suelo al sistema estructurado, biológicamente
activo, que tiende a desarrollarse en la superficie de las tierras
emergidas, constituye la interfaz entre la tierra, el aire y el agua
Se trata de un sistema formado por componentes minerales
(50%), componentes orgánicos: humus, biomasa (3-6%), aire y
agua (25-40%) y organismos vivos (menos del 1%).

3. La biorremediación es una tecnología que utiliza el potencial metabólico
de los microorganismos (fundamentalmente bacterias, pero también
hongos y levaduras) para transformar contaminantes.
La utilización de microorganismos que transforman diferentes
compuestos nocivos en otros de menor impacto ambiental ha
experimentado un gran desarrollo reciente. Aunque las bacterias son las
más empleadas en el proceso de biorremediación.

4. Hidrocarburos de todo tipo
• alifáticos, aromáticos
• BTEX, PAHs,...
Hidrocarburos clorados
• PCBs, TCE, PCE, pesticidas, herbicidas,...
Metales pesados. Estos no se metabolizan por los
microorganismos de manera apreciable, pero pueden ser
inmovilizados o precipitados.
Compuestos nitroaromáticos (TNT y otros).
Otros contaminantes. Compuestos
organofosforados, cianuros, fenoles, etc.

5. Los microorganismos transforman y metabolizan
aeróbicamente o anaerobicamente los hidrocarburos y
otros compuestos orgánicos hasta dióxido de carbono, agua
y fuentes de alimento para sustentar su crecimiento y
reproducción, es decir, la biodegradación ocurre
naturalmente.

6. La ausencia de alguna de las condiciones óptimas limita la actividad
biológica, se requiere la adaptación de condiciones ambientales apropiadas
tales como:
1
• pH
• Temperatura
2
• El aceptor final de electrones (que en
procesos aeróbicos es el oxígeno)
3
• Condiciones adecuadas de humedad
• Conductividad del medio

8. FUNDAMENTACIÓN BIOQUÍMICA DE LA BIODEGRADACIÓN
Se basa, principalmente, en una serie de reacciones de óxido
reducción (cuyo fin es la obtención de energía) que se
producen en la cadena respiratoria, o transportadora de
electrones de las células.
La cadena la inicia un sustrato orgánico que es externo a la
célula y que actúa como dador de electrones, de modo que la
actividad metabólica de la célula acaba degradando y
consumiendo dicha sustancia

9. Los aceptores más comúnmente utilizados por los microorganismos son :
 Oxígeno
 Nitratos
 Hierro (III)
 Sulfatos
 Dióxido de carbono.

10. Cuando el oxígeno es utilizado como aceptor de electrones la
respiración microbiana se produce en condiciones aerobias, y los
procesos de biodegradación serán de tipo aerobio

11. Sin embargo, si utiliza los sulfatos o el dióxido de carbono se produce en
condiciones reductoras o anaerobias, y los procesos de biodegradación serán
de tipo anaerobio

12. FACTORES QUE CONDICIONAN LA
BIORREMEDIACIÓN DE UN SUELO
Medio
ambientales.
Físicos.
Químicos.
Microbiológicos.

13. Son aquellos necesarios a la hora de proporcionar las condiciones
óptimas para el crecimiento de los microorganismos:
• pH
• Temperatura,
• Humedad,
• Disponibilidad de oxígeno
• Disponibilidad de nutrientes inorgánicos.

14. • Biodisponibilidad
La tasa de degradación depende tanto de la capacidad de
transporte y del metabolismo microbiano, como de la
transferencia de masas del compuesto. La relación entre estos
factores se conoce como biodisponibilidad.
• Presencia de agua
Debe estar presente en cantidades que permitan el desarrollo
de las comunidades microbianas

15. La capacidad para ser biodegradado está relacionada con factores tales
como:
Factores
la naturaleza
y el efecto de
los
sustituyentes
grado de
saturación
grado de
ramificación
Solubilidad

16. Es la transformación biológica de
compuestos orgánicos, catalizada por acción
de las enzimas Más de una enzima es
normalmente requerida para romper una
sustancia orgánica. Frecuentemente, los
organismos que tienen las enzimas para
degradar están presentes en el suelo.

17. Existen varias clases de microorganismos:
Mohos
Levaduras
Bactérias
Actinomicetos
Protozoos
Algas
Vírus

18. Las bacterias son el grupo de organismos más abundante en los
suelos y la cantidad de especies presentes en el mismo parece
relativamente constante alrededor del mundo. Las más comunes
son:
•Pseudomonas
•Arthrobacter
•Achromobacter
•Micrococcus
•Vibrio
•Acinetobacter
•Brevibacterium
•Corynebacterium
•Flavabacterium

19. Los hongos son altamente protistas, no tienen movimiento y
emplean materia orgánica como fuente de carbono y energía.
Algunos de los hongos mejor conocidos son mohos, levaduras y
setas
Aspecto de un moho
Aspecto de una levadura y una seta

20. Phanerochaete chrysoporium, hongo de la
podredumbre blanca. Este organismo produce una
encima extracelular: peroxidasa, que degrada la
lignina en presencia del peróxido; se ha
encontrado que degrada una alta variedad de
compuestos altamente clorados y recalcitrantes.

21. La Pseudomonas aeruginosa, es otro de los microorganismos
más usado y estudiado en biorremediación. Estudios con
relación al desempeño metabólico de esta Pseudomona ha
permitido identificarla como degradadora de gran cantidad de
sustratos como el n-hexadecano, mineralización de compuestos
alifáticos en condiciones anaerobias, y degradadora de
hidrocarburos aromáticos y poli aromáticos.

22. •Biorremediación “in situ”
•Bioestimulación
•Bioremediación ex situ

23. Antes de decidir el tipo de tratamiento deben valorarse
numerosos factores entre los que se destacan:
•Impacto ambiental en la zona.
•Actividades industriales que pueden verse afectadas.
•Costos comparativos con otros tratamientos.
•La dificultad de acceso a la zona contaminada para
proveer de oxígeno y nutrientes.
•La velocidad del proceso.
•El potencial peligro de extensión de la contaminación.

24.  Bioventeo o inyección de aire

25. En este sistema, el agua subterránea es conducida a la superficie por
medio de un sistema de pozos de extracción, se acondiciona en un
reactor para volverla a inyectar y estimular la degradación bacteriana de
los contaminantes del subsuelo.
En el reactor en superficie se agregan al agua: nutrientes, oxígeno,
microorganismos previamente seleccionados, y el efluente se retorna al
subsuelo por medio de pozos de inyección, distribuidas a lo largo y
ancho del sitio que se requiere remediar. Algunas veces esta técnica
utiliza biosurfactantes para ayudar al lavado de contaminantes del suelo.

26. Dos son los tratamientos que se distinguen cuando el
procedimiento se realiza fuera del lugar donde está la
contaminación:
•tratamiento por vía sólida y
•tratamiento por vía suspensión.
La biorrecuperación vía sólida se puede realizar por
•tratamiento por compostaje.

27.  Compostaje: es un proceso biológico controlado,
esta estrategia de compostaje se diferencian de los
sistemas convencionales, ya que son sistemas
cerrados, como las incubadoras de gran tamaño,
ofreciendo asegurar altas temperaturas (> 70 ° C).

28.  Biopilas: La técnica consiste en la formación de pilas de
material biodegradable de dimensiones variables, formadas
por suelo contaminado y materia orgánica (composta) en
condiciones favorables para el desarrollo de los procesos de
biodegradación de los contaminantes. Estas pilas de
compost pueden ser aireadas de forma activa, volteando la
pila, o bien de forma pasiva, mediante tubos perforados de
aireación.

29. En el tratamiento vía suspensión se excava el
material contaminado y se traslada a un reactor. La
característica de este método es la suspensión en
un medio acuoso del suelo contaminado, es decir,
el tratamiento se lleva a cabo bajo condiciones de
saturación de agua.

30. Se basa en el uso de plantas verdes y los
microorganismos asociados a ellas.
El término de fitorremediación se asocia al
uso de plantas capaces de bioconcentrar
niveles inusuales de metales en sus
tejidos. La mayor parte de ellas están
constituidas por pequeñas plantas
herbáceas que se desarrollan en zonas
metalúrgicas naturales o en depósitos.

32.  De un total de 57 empresas autorizadas hasta 2009
ninguna ofrecía servicios para biomerremediacion de
suelos contaminados por metales pesados.

33.  En el composteo el material contaminado se
mezcla con aserrín, paja, bagazo, estiércol,
composta,
 etc. Conocidos como agentes de volumen,
son usados para:
 Mejorar los nutrientes y la actividad
microbiana.
 Aumentar la porosidad y con ello la
aereación.
 Mejorar la capacidad de retención del agua.

34. VENTAJAS DE LA BIORREMEDIACIÓN
• Es una tecnología poco invasiva y generalmente no requiere
componentes estructurales o mecánicos que signifiquen una
amenaza para el medio.
• Comparativamente, es económica viable y al tratarse de un
proceso natural, suele tener aceptación por parte de la
opinión pública.

35. DESVENTAJAS
• La biodegradación incompleta puede generar intermediarios
metabólicos inaceptables, con un poder contaminante similar o
incluso superior al producto de partida y algunos compuestos
contaminantes son tan resistentes que pueden incluso inhibir la
biorremediación.
• Es difícil predecir el tiempo requerido para un proceso
adecuado, el seguimiento y control de la velocidad y/o
extensión.

36.  GloriaAndrea Silva-Castro, Belén Rodelas, Carlos Perucha, Jaime Laguna, Jesús
González-López, Concepción Calvo,(15 Febrero 2013) Bioremediation of diesel-
polluted soil using biostimulation as post-treatment after oxidation with
Fenton-like reagents: Assays in a pilot plant, ELSEVIER.
 Juan AntonioVelasco, Composteo: Una alternativa tecnologica para la
biorremediacion de suelos en Mexico, IPN, 23 de Agosto de 2009.