BIOREMEDIACIÓN DE HC CON MICROORGANISMOS

• Rodrigo Aguilera Bazaes• Luis Vásquez Bustamante

PETRÓLEO Y SUS DERIVADOS

Formados por organismos muertos expuestos a altas presiones y temperaturas por mucho tiempo

Mezcla compleja de HC Su composición depende de: su origen,

edad y condiciones geológicas

INTRODUCCIÓN

Los aromáticos son los más complejos y tóxicos

La adición de átomos (S, N, O e inclusive metales) puede intensificar su toxicidad

NO hay dos mezclas de HC iguales

DERRAMES

Derrames de agua v/s otro tipo de derrames

Origen de los derrames: diverso Consecuencias en el ecosistema: Dependientes de variables ecológicas

de especies Efectos agudos (mortalidad, narcosis y

necrosis) y crónicos (desarrollo, reproducción y comportamiento) en especies

EFECTOS GENERALES EN LOS ORGANISMOS

HC solubles: daño fisiológico Material particulado: Problemas en

memebranas externas y branquias Biomagnificación hacia flujos

superiores de la cadena trófica

BIOREMEDIACIÓN

Proceso de remoción de contaminantes del ambiente mediante organismos

Capacidad de utilizar el contaminante como fuente de C y energía

Más barato y en casos eficiente que alternativas físicas y químicas

PASOS DEL PROCESO

1. Características físicas de los HC2. Elección del consorcio bacteriano3. Factores afectando el proceso:

Biosurfactantes, pH, nutrientes, salinidad, O2, t°, presión, humedad, “mejora genética”

TIPOS DE BIOREMEDIACIÓN

Utilizan organismos vivos (hongos, bacterias, etc.) para la degradación, transformación o remoción de compuestos orgánicos tóxicos, dependiendo de las actividades catabólicas de los organismos y de su capacidad natural para utilizar los contaminantes como fuente de alimento y energía.

Las rutas de biodegradación de los contaminantes orgánicos varían en función de la

estructura química del compuesto y de las especies microbianas degradadoras

involucradas,

Las tecnologías de biorremediación pueden emplear

organismos propios del sitio contaminado (nativos) o de otros sitios (exógenos),

pueden realizarse in situ o ex situ, en condiciones aerobias (en

presencia de oxígeno) o anaerobias (sin oxígeno).

BIOAUMENTACIÓN

Tecnologia-Descripcion

Objetivo de la remediacion aplicación matriz contaminantes tratados

bioaumentacion descontaminacionin-situsuelos, aguas subterraneas

amplio espectro de contaminantes orgánicos biodegradables

• El principio de la bioaumentación es la utilización de microorganismos altamente especializados para incrementar y mejorar la capacidad de degradación de la población microbiana natural. • Consiste en inocular cepas microbianas (autóctonas e incluso cepas que podrían estar genéticamente modificadas y con mayor capacidad para restaurar entornos con alta concentración tóxica)

Desventajas: • deben realizarse cultivos de enriquecimiento, aislar microorganismos y cultivarlos hasta obtener grandes cantidades de biomasa. • no se pueda usar como fuente de carbono, existirá una desventaja del tipo económica.

Ventajas: • Mejora la bioactividad. • Reduce la DBO (Demanda Bioquímica de Oxígeno). • Mejora la estabilidad del sistema. • Reduce la formación de espuma. • Mejora la sedimentación de sólidos. • Reduce el volumen de lodos.

herbicidas (2,4-D, clorofam), insecticidas organoclorados (lindano, clordano, paratión), clorofenoles y Nitrofenoles, BPC, HTP y HAP.

BIOESTIMULACIÓN/BIODEGRADACIÓN ASISTIDA

Promoción de la biodegradación o biotransformación de contaminantes presentes en suelos y/o aguas subterráneas mediante la adición de microorganismos con capacidad de degradación de contaminantes orgánicos. Esta tecnología se utiliza cuando se requiere el tratamiento inmediato de un sitio contaminado o cuando la microflora nativa es insuficiente en número o capacidad degradadora.

Tecnologia-Descripcion Objetivo de la remediación aplicación matriz contaminantes tratados

biodegradación asistida bioestimulacion descontaminación in-situ

suelos, aguas subterraneas

amplio espectro de contaminantes orgánicos biodegradables

• La circulación de soluciones acuosas a través del suelo puede aumentar la

movilidad del contaminante. •La colonización microbiana en los

pozos de inyección pueden causar la obstrucción de los mismos.

• Tecnología In Situ . •Tanto el agua subterránea

contaminada y el suelo se puede tratar simultáneamente,

proporcionando ventajas adicionales de costos.

suelos, lodos y aguas subterráneas contaminados con hidrocarburos derivados del petróleo, solventes, pesticidas, conservantes de la madera y otros productos químicos orgánicos

BIOVENTILACIÓN

Tecnologia-Descripcion

Objetivo de la remediación aplicación matriz contaminantes tratados

Bioventing/Bioventilación/ Biosparging descontaminación in-situ suelos

Hidrocarburos del petróleo de peso mediano, explosivos (DDT, DNT)

Estimulación de la biodegradación natural de compuestos contaminantes en condiciones aeróbicas, mediante el suministro de aire (enriquecido en O2) a través de pozos de inyección, suministrando solamente el oxígeno necesario para sostener la actividad de los microorganismos degradadores

La acumulación de vapores en el radio de influencia de los pozos de inyección de aire puede requerir la

extracción de aire.

•no se requiere introducir microorganismos exógenos.

(DDT, DNT) Hidrocarburos del petróleo de peso mediano, explosivos

 COMPOSTAJETecnologia-Descripcion

Objetivo de la remediación aplicación matriz contaminantes tratados

compostaje descontaminación ex-situ suelo

Explosivos (TNT, RDX, HMX), Hidrocarburos aromáticos policíclicos, hidrocarburos del petróleo, clorofenoles y pesticidas

es un proceso biológico controlado mediante el cual pueden tratarse suelos y sedimentos contaminados con contaminantes orgánicos (por ejemplo, hidrocarburos aromáticos policíclicos), a través de la estimulación de la actividad biodegradadora de las poblaciones microbianas presentes en el medio, bajo condiciones aeróbicas y/o anaeróbicas, transformándolos en subproductos inocuos estables.

Necesidad de espacio. •Necesidad de excavar el suelo

contaminado, lo que puede provocar la liberación de COV.

•Incremento volumétrico del material a tratar.

• El diseño y la construcción son relativamente fáciles

•El suelo remediado no requiere ser confinado después y al

degradarse aporta nutrientes al suelo.

El compostaje se ha usado con éxito para remediar suelos contaminados con PCP, gasolinas, HTP, y HAP

LODOS BIOLÓGICOS/BIORREACTORES

Tecnologia-Descripcion

Objetivo de la remediación

aplicación matriz contaminantes tratados

Lodos Biológicos/Biorreactores

descontaminación

ex-situ suelo

Compuestos orgánicos volátiles y semivolátiles no halogenados, explosivos, hidrocarburos del petróleo, petroquímicos, solventes y pesticida

Degradación en fase acuosa llevada a cabo mediante microorganismos en suspensión o inmovilizados en fase sólida. El tratamiento puede realizarse en lagunas construidas para este fin o bien en reactores sofisticados con control automático de mezclado.

• Alta eficiencia. •Ocupa áreas reducidas. •Presenta la posibilidad de controlar los parámetros operacionales. •Reduce significativamente el tiempo de tratamiento en comparación a otras tecnologías.

• Necesita de un rígido control operacional.

•Inestabilidad en la sedimentación de lodos.

•Costos elevados para el tratamiento de grandes volúmenes de suelo.

•El suelo debe tamizarse previamente.

Explosivos, hidrocarburos del petróleo, petroquímicos, solventes y pesticida

ESTUDIO DE CASO

“Contaminación de suelos por hidrocarburos policíclicos aromáticos (HPA)”

Son ubicuos, mutagénicos y cancerinogénicos Procedentes de actividades naturales y humanas Bioremediación: Alternativa por bajo costo e impacto

REMEDIACIÓN POR CONSORCIOS

Ampliamente utilizados en estudios de laboratorio y terreno

Se cree que son más efectivos que cultivos puros sobre HPA:

Capacidad enzimática más amplia

METODOLOGÍA

Obtención de las muestras de suelo (capa superficial) de área industrial

Obtención del consorcio bacteriano (mismo suelo)

Géneros del consorcio: Mesorhizobium, Alcaligenes, Bacillus.

RESULTADOS

RESULTADOS

RESULTADOS

CONCLUSIONES

Los consorcios mustran una mayor tasa de descomposición de los HC

Existe distintas combinaciones bacterianas para distintas etapas de la remediación

Relevancia de las variables abióticas Los distintos tipos de remediación se

pueden complementar