lunes, 20 de junio de 2011

CUESTIONARIO TERCER PARCIAL

  1. ¿De que material es la base de una Biopila?
Pilas estáticas.- Los tubos en la base de la pila deben estar siempre colocados sobre una base de material muy permeable como la grava, arena, virutas o composta
La zona de tratamiento incluye sistemas de recolección de lixiviados y un sistema de aireación que cuenta con una serie de tuberías de PVC que son colocadas durante la construcción. Estas cañerías están interconectadas a un soplador de presión negativa o de vacío, que fuerza al oxígeno atmosférico a pasar a través de la pila de suelo. También se controlan otros parámetros como la humedad, la temperatura, los nutrientes o el pH. Existen en el mercado aditivos químicos específicos cuyas propiedades nutritivas pueden estimular la biodegradación.  De esta manera se tiene un alto control sobre las condiciones de remediación y el medio.
La base de la piscina de tratamiento estará cubierta con una superficie impermeable para reducir al mínimo el riesgo de lixiviación de los contaminantes al suelo limpio que queda debajo. Los lixiviados recogidos por el sistema de drenaje pueden ser tratados en un biorreactor en la misma zona.
  1. ¿De que material es la cubierta de la biopila?
De grava, aserrín, polietileno de baja densidad, entre otro. En el caso de las biopilas estáticas, se requiere de la instalación de tubos de respiración.
Puede estar cubierta en la parte superior por plásticos impermeables para controlar la volatilización de los COV, que deberán ser tratados antes de su emisión a la atmósfera.

  1. Medidas de un biopila
No existe una medida idealmente establecida para el largo y ancho de las pilas, esto generalmente depende del volumen de suelo a tratar y del área disponible. En el caso de biopilas estáticas, se recomienda que no excedan los 2.5 m de altura, con el fin de evitar problemas de difusión del aire a través de la composta.
Hileras(biopila).- el ancho de la pila se sitúa entre 3 y 4 m mientras que la altura puede ser 1,2 a 1,5 m

  1. ¿Qué tipos de pruebas fisicoquímicas y biológicas se usan para el monitoreo y control del proceso?
Las pruebas que generalmente se realizan son de dos tipos: a) fisicoquímicas que incluyen determinaciones de pH, temperatura, contenido de humedad y de nutrientes, concentración de oxígeno en el interior de la composta y concentración del (los) contaminante (s) y b) biológicas que sirven para cuantificar la población y actividad microbiana, así como la capacidad de biodegradación de los contaminantes presentes en el suelo
  1. ¿Cómo se monitorea la actividad de los M.O?
Mediante la medición del consumo de oxígeno o por la producción de bióxido de carbono en el vapor de salida de la biopila.

  1. Ventajas y Desventajas del composteo
VENTAJAS
  • Son sistemas económicamente factibles, comparados con las tecnologías térmicas y fisicoquímicas tradicionales.
  • Son tecnologías relativamente simples, comparadas con la mayoría de las tecnologías tradicionales. El diseño y construcción de las biopilas son relativamente sencillos.
  • Pueden considerarse estrategias efectivas y ambientalmente “amigables”, ya que biotransforman parcial o totalmente los contaminantes en biomasa y productos estables e inocuos.
  • El objetivo del composteo es la biodegradación (destrucción) y detoxificación de contaminantes, mientras que otras tecnologías, como la adsorción en carbón activado, el lavado, el confinamiento y solidificación/estabilización, únicamente transfieren los contaminantes de un medio a otro. Una consecuencia común de la actividad microbiana es la detoxificación de químicos tóxicos.
  • El suelo biorremediado con el uso de sistemas de composteo, no necesita ser confinado posteriormente.
DESVENTAJAS
  • Está limitado a contaminantes orgánicos.
  • Concentraciones muy altas de contaminantes pueden resultar tóxicas e inhibir la biodegradación. En el caso de hidrocarburos (HTP), es recomendable que la concentración no exceda 50,000 ppm. Por otra parte, concentraciones de metales pesados mayores a 2,500 ppm pueden inhibir el crecimiento microbiano.
  • Una disminución en la actividad microbiana provoca una disminución en la degradación y aumenta el periodo del tratamiento. Por ello, el éxito del proceso depende de la capacidad para crear y mantener las condiciones ambientales necesarias para el crecimiento microbiano.
  • Existe el riesgo de que ciertos compuestos originalmente inocuos, puedan ser convertidos en productos tóxicos para una u otra especie.
  • Es necesario contar con un espacio adecuado para montar los sistemas.
  • El suelo contaminado debe excavarse, lo que puede provocar la liberación de compuestos orgánicos volátiles.
  • El arrastre de vapores durante el proceso de aireación requiere de tratamiento antes de descargar a la atmósfera.
  • Existe un incremento volumétrico del material a tratar por la adición de los agentes de volumen. Sin embargo, este problema queda solucionado con el tiempo de tratamiento.
  • En general, los procesos de biorremediación requieren mayor tiempo de tratamiento que los físicos y químicos.

7.      Costos y tiempo del tratamiento
los costos de las tecnologías de biorremediación se encuentran entre los $ 100 y $ 250 USD/m3, a diferencia de los costos de tecnologías más convencionales, como la incineración o la construcción y manejo de confinamientos controlados, que oscilan entre los $ 250 y $ 1,000 USD/m3.
Para el caso particular de las biopilas, los costos estimados se encuentran entre los $ 25 y $ 150 USD/m3.
 Estos costos varían principalmente por los siguientes factores:
(i)                 cantidad y tipo de suelo a tratar;
(ii)               disponibilidad de agentes de volumen;
(iii)             tipo de contaminantes,
(iv)              tipo de proceso a emplear;
(v)                necesidad de tratamientos previos y posteriores;
(vi)              necesidad de equipos para el control de compuestos orgánicos volátiles,
(vii)            condiciones climáticas.
Los tiempos de tratamiento (tabla 2) pueden oscilar desde algunos meses hasta uno o dos años, dependiendo del tipo y condiciones del suelo, de la biodisponibilidad del contaminante y de las condiciones climáticas del sitio.

Los tiempos de tratamiento pueden oscilar desde algunos meses hasta uno o dos años, dependiendo del tipo y condiciones del suelo, de la biodisponibilidad del contaminante y de las condiciones climáticas del sitio.
Tipo de biopila
Suelo (m3)
Contaminante y concentración inicial
Tiempo (días)
Remoción (%)
Referencia
Alargada
100
HTP: 20,000 ppm
104
43
Abiola et al. 1997
Estática
50
Alargada
500
HTP: 40,000 ppm
450
70
Hiroyuki et al. 1999
Estática
250
HTP: 20,000 ppm
Alargada
0.4
Diesel: 50,000 ppm
45
94
Cunningham y Philip 2000
Estática
Estática
27
HTP: 30,000 ppm
154
80
Iturbe et al., 2002


domingo, 12 de junio de 2011

Tratamientos biològicos de suelos contaminados: contaminación por hidrocarburos. Aplicaciones de hongos en tratamientos de biorrecuperaciòn.

 En los años 1980 se empieza actuar en los espacios contaminados, el método que utilizaban consistía en retirar los residuos y/o suelo contaminado a un vertedero o cubrirlos en una capa impermeable(confinamiento).
Uno de los accidentes que han elevado un impacto ambiental es el vertido de combustible del Exxon Valdez, la liberación de productos radioactivos o la resiente catástrofe ecologica producida por el vertido petrolero Prestige.
las posibles técnicas de tratamiento aplicables para loa descontaminaciòn de un vertido espacio natural, merecen especial atención los procesos de biodegradación biologica ya que son útiles para muchos tipos de residuos orgánicos, son procesos naturales que no suponen un impacto adicional.
los tratamientos de descontaminaciòn se basan en la acción de microorganismos o plantas sobre los productos contaminantes.
Como resultado final de un tratamiento de biodregraciòn depende de gran medida de la toxicidad y la concentración inicial de los contaminantes, su biodegradabilidad y propiedades del suelo.
Los contaminantes tratados habitualmente por estos métodos son los compuestos orgánicos volátiles y semivolátiles no halogenados y los derivados del petróleo. Cuando la contaminación incluye altas concentraciones de metales, compuestos orgánicos con alta proporción de cloro o sales inorgánicas, la eficacia del tratamiento se reduce debido a la toxicidad microbiológica de estos compuestos.
El microorganismo puede ser modificado para producir principalmente determinadas enzimas que contribuyan a metabolizar los compuestos producidos como consecuencia de la actividad industrial y que son tóxicos para otras formas de vida. Incluso, se pueden diseñar rutas metabólicas alternativas para la biodegradación de residuos complejos.
El proceso biológico para tratar los compuestos tóxicos, debe competir con los métodos existentes en términos de economía y eficiencia.
El microorganismo puede utilizar derivados del petróleo como fuente de carbono y muchos de ellos producen surfactantes, que pueden emulsionar los aceites en el agua y facilitar su eliminación. Los surfactantes químicos, los de origen microbiológico son inocuos y biodegradables. También se utilizan como fertilizantes para incrementar la tasa de crecimiento de las poblaciones autóctonas capaces de degradar compuestos derivados del petróleo.
Técnicas para tratamiento de emplazamientos contaminados
Se agrupan en tres categorías:
  •  Confinamiento.-tiene como finalidad el aislamiento de la fuente contaminante, evitando la salida de líquidos (lixiviados), polvo o gases; es decir controlando la dispersión de la contaminación, se utiliza en el caso de contaminaciones provocadas por los vertederos incontrolados de residuos industriales
  • Limpieza.-incluye la aplicación de una o varias tecnologías para eliminar los contaminantes del suelo. Se distinguen tres tipos de tratamiento:1) tratamiento in situ del suelo contaminado (la contaminación se trata en el lugar en el que se ha producido), 2) excavación del emplazamiento contaminado, retirada del suelo afectado y tratamiento ex situ del mismo (hay que proceder a una excavación del suelo contaminado o a un bombeo del agua contaminada antes de proceder a su tratamiento) y 3) excavación, retirada y depósito en vertedero controlado.
  • Estrategia de respuesta.-es un tratamiento a largo plazo que incluye actuaciones diversas y modificables en función de una primera evaluación de la situación y de la evolución de la misma durante el tratamiento. Se suele elegir, cuando las aguas subterráneas ya se han contaminado
El método para tratar los suelos contaminados pueden ser de naturaleza física, química o bioló-
gica y tanto unos como otros pueden aplicarse en el lugar de la contaminación o como tratamiento  ex situ.

1. Tratamientos in situ
– Fisicoquímicos:
a) Extracción con vapor
b) Lavado
c) Solidificación y estabilización
d) Separación electrocinética
– Biológicos:
a) Biodescontaminación
b) Fitodescontaminación

2. Tratamientos ex situ
– Térmicos:
a) Desorción térmica
b) Incineración
– Fisicoquímicos:
a) Extracción con disolventes
b) Lavado
c) Oxido-reducción
d) Deshalogenación química
e) Solidificación y estabilización
– Biológicos:
a) Laboreo agrícola
b) Biopilas
c) Biodegradación en reactor

Las plantas pueden ser usadas en la descontaminación aprovechando su capacidad de mineralizar determinados compuestos tóxicos o de acumular y concentrar metales pesados y otros compuestos inorgánicos del suelo.
El objetivo de las técnicas de recuperación biológica, es la creación de las condiciones ambientales óptimas para que los microorganismos se puedan desarrollar adecuadamente y provocar la máxima destoxificación.
La tecnología específica empleada en cada caso, depende del tipo de microorganismos de que se trate,
de las condiciones del espacio contaminado y de la naturaleza y cantidad de contaminante o contaminantes.
Los microorganismos denominados endógenos, son aquellos que se encuentran formando parte del ecosistema que se pretende descontaminar.
Los microorganismos exógenos son cuando en el ecosistema no esté presente la actividad biológica que se requiere para degradar la contaminación producida, pueden incorporarse microorganismos de otra procedencia cuya eficacia haya sido probada anteriormente.
Así el tratamiento biológico del entorno contaminado, puede tener lugar en condiciones aerobias o anaerobias.
Procesos de atenuación natural
Es el conjunto de procesos físicos, químicos y biológicos, que espontáneamente ocurren en un espacio determinado, con posterioridad a la aparición de la contaminación en el mismo. Incluye diversos mecanismos tales como dispersión, dilución adsorción, volatilización, estabilización y transformación o destrucción de contaminantes por vía química o biológica.
En este proceso intervienen  cinco grupos de mecanismos:

  • Biodegradación
  • Transformación química (por ejemplo, hidrólisis y deshalogenación). La tasa de transformación química depende de diferentes variables tales como pH, temperatura y naturaleza del contaminante.
  • Estabilización. Los contaminantes quedan quí-micamente ligados por un agente estabilizante(por ejemplo, arcilla y materiales húmicos) y se dificulta o impide su migración.
  • Volatilización. Puede contribuir al proceso de atenuación natural mediante transferencia de VOC (compuestos orgánicos volátiles) desde el agua subterránea hacia la zona de vadosa o la atmósfera pero es comparativamente un componente menor de la atenuación natural.
  • Dispersión y dilución. Asumiendo que la fuente de contaminación cesa, a medida que la pluma de contaminante se mueve vertical y lateralmente desde el punto inicial, se dispersa la contaminación y disminuye la concentración del contaminante.
Tratamiento biológico in situ de suelos contaminados

En este tratamiento no requiere excavar y retirar el suelo contaminado, por lo cual provoca menos liberación de polvo y contaminantes y permite descontaminar mayor volumen de suelo por tratamiento que las técnicas
ex situ. Tiene inconvenientes como mayor lentitud, dificultad de mantener las condiciones y dependencia del tipo de suelos, que deben ser permeables si se quiere asegurar un buen rendimiento del proceso.

En este tipo de tratamiento se persigue la adecuada oxigenación y aporte de nutrientes a los microorganismos del suelo. Existen dos métodos para incorporar el oxígeno al suelo. Uno es la inyección directa de aire en el suelo que está por encima de la capa freática y el otro consiste en suministrar oxígeno en forma líquida como peróxido de hidrógeno.

Las técnicas de tratamiento  in situ requieren años para alcanzar los objetivos de descontaminación fijados, dependiendo fundamentalmente de la biodegradabilidad de los contaminantes de que se trate.

  • Cuando lo que se bombea es aire, se hace a través de unos pozos perforados en la zona contaminada. El número, localización y profundidad de los pozos, depende de los factores geológicos y de ingeniería del proceso.
  • En caso de adición de peróxido de hidrógeno, hay que tener en cuenta que se trata de un compuesto químico, que puede difundirse a las aguas subterráneas y contaminar acuíferos. La inyección del peróxido puede hacerse a través de tuberías y difusores o de pozos en el caso de que la contaminación del suelo sea profunda.
Tratamiento biológico de aguas subterráneas

Se pretende aumentar la velocidad del proceso de degradación natural, que tiene lugar en el suelo embebido de agua que se encuentra por debajo de la capa freática.

El dispositivo para tratar aguas subterráneas consiste en un pozo para extraer el agua contaminada, un sistema superficial de tratamiento en el que se añaden al agua oxígeno y nutrientes y otros pozos adicionales de reinyección del agua tratada para que los microorganismos lleven a cabo la actividad degradadora de los contaminantes.
Tratamiento biológico ex situ de suelos contaminados

Son más rápidas, más fáciles de controlar y aplicables a un mayor abanico de contaminantes y suelos que las técnicas in situ.Este tratamiento requieren excavación y acondicionamiento del suelo contaminado antes e incluso, a veces, después de la fase de tratamiento biológico.

Utiliza dos técnicas de tratamiento:
  • Tratamientos de lodos. En el caso de que el tratamiento se realice en forma de lodos, el suelo contaminado se combina con agua y otros aditivos en un biorreactor. Se controlan las condiciones de tratamiento y se añaden nutrientes y oxígeno. Cuando finaliza el tratamiento, se separa el agua de los sólidos que son retornados al emplazamiento o sometidos a un tratamiento posterior si contienen todavía algún tipo de contaminante.
  • Tratamientos en fase sólida. Para que se pueda realizar un tratamiento en fase sólida, se requiere que el área de aplicación disponga de sistemas colectores adecuados para evitar cualquier contaminación en caso de escapes. La humedad, el calor, los nutrientes y el oxígeno se controlan para aumentar el rendimiento del proceso de biodegradación.
Tratamientos en pilas.- El suelo es distribuido en montones de varios metros de altura, colocándose sobre un sistema de distribución de aire que inyecta aire en cada uno de los montones mediante una bomba de vacío.
 Tratamiento de compostaje.-  el residuo biodegradable se mezcla con otros materiales, generalmente, de
tipo lignocelulósico (paja de cereales) para favorecer la difusión del oxígeno y la humedad y optimizar el metabolismo microbiano. Los métodos de compostaje que se pueden aplicar, son de tres tipos: compostaje en pilas estáticas (la aireación de las pilas se hace mediante difusores o bombas de vacío), compostaje en reactores con agitación mecánica (el compost es mezclado y aireado en un reactor) y compostaje en grandes pilas que periódicamente se mezclan utilizando tractores o equipos similares.

Biodisponibilidad de los contaminantes e interacciones con la matriz del suelo
La biodisponibilidad es un concepto difícil de definir ya que en cada compartimento ambiental (agua, sedimentos, suelo o aire) juega un papel diferente.El concepto de biodisponibilidad engloba pues diferentes factores, físicos, químicos y biológicos del entorno y es diferente para diferentes organismos.Cuando se hace referencia a la biodisponibilidad en suelo, hay que tener en cuenta las características físicas, químicas y biológicas de este compartimento. La textura, granulometría y la composición del suelo determinan sus propiedades físicas y químicas como contenido de agua, oxígeno, sales, arcilla, minerales, materia orgánica y pH.
Para intentar sistematizar los distintos tipos de interacciones de los compuestos orgánicos en la matriz del suelo:

  1.  Residuo ligado covalentemente. Es el compuesto original o un metabolito principal unido covalentemente al sustrato.
  2.  Residuos solubles ligados covalentemente. Son aquellos que se extraen conjuntamente con la matriz por un procedimiento específico que respeta el enlace covalente.
  3.  Residuos adsorbidos. Son compuestos originales o metabolitos principales que están ligados a la matriz por interacciones no covalentes reversibles.
  4.  Residuos inmovilizados (atrapados). Son compuestos originales o metabolitos principales que se retienen con la matriz por efectos estéricos y que se comportan como residuos ligados a no ser que se modifique la estructura de la matriz.
Proceso de envejecimiento de la contaminación
El envejecimiento de los compuestos en el suelo depende de diversos factores tales como, cantidad y naturaleza de la materia orgánica, constituyentes inorgánicos del suelo, fundamentalmente estructura y
tamaño de poro, microflora del suelo, concentración de contaminante, procesos de adsorción y atrapamiento en los microporos del suelo o en los complejos húmicos de la materia orgánica.
El proceso de envejecimiento es la movilización de compuestos desde los compartimentos más accesibles del suelo, a los menos accesibles o a los inaccesibles, con lo cual se produce una reducción en la capacidad de extracción de dichos compuestos. Se admite, en general, que transcurrido un cierto tiempo desde la aparición de la contaminación, se distinguen dos grupos de asociación contaminante/suelo.
Valoración de la biodisponibilidad
Aspectos biológicos de la valoración de la biodisponibilidad
Para que la biodegradación tenga lugar deben cumplirse dos requisitos:
  1.  El compuesto debe ser accesible al organismo u organismos de que se trate.
  2.  El compuesto como tal debe ser biodegradable
La biodisponibilidad como la biodegradabilidad pueden ser valoradas por métodos biológicos y existe un buen número de ensayos estándar utilizando microorganismos. Estos métodos incluyen: mineralización de análogos marcados con C hasta CO2 (biodegradación), determinación del efecto del contaminante sobre la
demanda biológica de oxígeno (biodisponibilidad) o sobre las variaciones de la remoción de carbono orgánico disuelto (biodisponibilidad).
Aspectos químicos de la valoración de la biodisponibilidad

A la hora de valorar la biodisponibilidad de un contaminante, no sólo hay que tener en cuenta la especificidad de los organismos, sino, también, el objetivo concreto de la valoración, que puede ser tanto la predicción del potencial de descontaminación biológica en un determinado emplazamiento contaminado, como la determinación de riesgo toxicológico o la evaluación de la posibilidad de bioacumulación.
Ensayos para evaluar la efectividad del tratamiento

La 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 los grandes poros, así como en la fase acuosa. Cuando se emplean reactores, en los que el suelo es tratado en forma de lodos, la biodegradación de contaminantes ocurre tanto en la fase líquida, debido a los microorganismos liberados de la matriz del suelo, como en la biopelícula inmovilizada en las partículas del mismo.

Una forma de estudiar la capacidad de degradar biológicamente un cierto contaminante en un suelo determinado, es evaluar –utilizando técnicas de respirometría– la demanda biológica de oxígeno de ese suelo a largo plazo. Se trata de conocer la tasa de respiración que tiene lugar en el suelo contaminado y que puede servir para determinar la posibilidad de éxito al estimular el crecimiento biológico en ese medio.

Técnicas para predecir la efectividad del tratamiento biológico de un suelo contaminado

Los estudios respiromé-tricos y de mineralización, utilizando microcosmos en condiciones controladas, son los más empleados para evaluar las posibles opciones de tratamiento. Los análisis respirométricos tienen como objetivo utilizar la producción de dióxido de carbono como un índice indirecto de la actividad biológica y, por lo tanto, de la degradación del contaminante. En estos estudios, se mide el aumento de la producción de CO2 en suelos control con respecto a aquellos en que se ha añadido el contaminante objeto de estudio.

La enumeración microbiana es una herramienta que ha sido utilizada, fundamentalmente, para evaluar la respuesta in situ de las bacterias del suelo, a la hora de degradar contaminaciones por hidrocarburos derivados del petróleo.

 Los factores que controlan la densidad de población y la diversidad biológica de un suelo, son de dos tipos:
Factores fisicoquímicos. En este grupo se incluyenla disponibilidad de carbono orgánico y de aceptores electrónicos, el potencial de oxidación-reducción, los nutrientes inorgánicos, el pH, el contenido de agua, la temperatura, la salinidad y la textura del suelo.

Factores biológicos. En este grupo de factores se incluyen la competencia por los recursos, la existencia de
predadores como protozoos y microartrópodos y los inhibidores metabólicos.

Tratamiento biológico de contaminaciones por petróleo y sus derivados

Se pueden establecer tres categorías de situaciones en las que el problema es susceptible de ser resuelto mediante procesos de descontaminación biológica:
  1. Residuos de las refinerías de petróleo y contaminación del área próxima al emplazamiento de las mismas
  2. Fugas en las conducciones o en los tanques subterráneos de almacenamiento
  3. derrames de crudo en el mar después de accidentes en buques de transporte
A la hora de poner en marcha una estrategia de descontaminación biológica hay que decidir que tipo de microorganismos van a ser empleados (exógenos o indígenas) y hay que diseñar el método que va a permitir evaluar el grado de éxito del tratamiento aplicado.

A medida que la mancha de hidrocarburos se va moviendo por el interior del suelo una parte puede ser atrapada en los poros del mismo y en los sedimentos (saturación residual); otra parte puede evaporarse (volatilización); una tercera fracción puede adsorberse en las partículas del suelo (adsorción)
y finalmente una parte puede disolverse en el agua subterránea (pluma disuelta). Puesto que el conjunto de hidrocarburos del petróleo es menos denso que el agua, el líquido puede flotar sobre la capa freática subiendo y bajando con las fluctuaciones estacionales de dicha capa. Este hecho puede crear una zona amplia de saturación residual.
Con el avance de la pluma de hidrocarburos disueltos, la concentración de estos disminuye por los efectos de dilución y dispersión. Los microorganismos pueden degradar los hidrocarburos que están disueltos, volatilizados o adsorbidos.

Aplicaciones de hongos en tratamientos de biodescontaminación

Se han centrado en bacterias por la facilidad que ofrecen para estudiar sus vías metabólicas y llevar
a cabo construcciones genéticas que permitan degradar específicamente determinados compuestos contaminantes, la capacidad de los hongos para transformar una gran variedad de compuestos orgánicos y llevarlos hasta CO2 y H20 ofrece un potencial indiscutible para su utilización en procesos de tratamiento de contaminaciones. Ese potencial radica fundamentalmente en las características de su sistema enzimático y en su vigoroso crecimiento que les permite, a través del desarrollo de su micelio, colonizar diferentes tipos de sustratos y acceder a los compuestos que constituyen las contaminaciones más frecuentes de los
suelos. El elevado valor de la relación superficie/volumen celular de los hongos filamentosos les convierte en eficaces degradadores en determinados nichos como los suelos contaminados.

Los hongos tienen una capacidad muy notable para acumular metales pesados como cadmio, cobre, mercurio, plomo y zinc, lo que está demostrado por los aislamientos realizados en minas de cobre,
zinc o plomo.Los hongos de podredumbre blanca disponen entre otras, de una capacidad muy relevante, que es la de degradar mayoritariamente la lignina, un polímero polifenólico heterogéneo que es uno de los tres componentes principales de los sustratos lignocelulósicos.

domingo, 22 de mayo de 2011

DEGRADACION ANAEROBIA DEL TETRACLOROETILENO (PCE)

La degaradacion  de los disolventes altamente clorados como el PCE (tetracloetileno) se llevan a cabo en condiciones anaerobias, ya sea por cometabolismo, en cuyo caso los microorganismos no se benefician energéticamente  de la transformación del compuesto ya que utiliza otros compuestos organicos como fuente de carbon y energia; o por respiración; conocida para los compuestos clorados como halorespiracion o dehalorespiracion, proceso en el cual los microorganismos obtienen energia para su propio crecimiento directamente de la reduccion del disolvente clorado,
La decloracion reductiva se lleva acabo por la sustitución de cada uno de los cloros de la molecula por un hidrógeno.El Cometabolismo anaerobio de PCE aunque lento, ha sido reportado en condicione metanogènicas así como en presencia de bacterias acetogènicas.
Mecanismo de
degradación


Componente

Condiciones
Productos

Decloración reductiva
anaeróbica
(dehalorespiración)

PCE, TCE, DCE,
VC, DCA

Anaeróbico, donador de electrones
(hidrógeno o fuente de hidrógeno
fermentativas)

Eteno, etano


TCE

Anaeróbico, donador de electrones
(lactato, metanol butirato, glutamato 1,2-propaneidol tolueno)
Eteno


PCE, TCE, c-DCE,
VC

Anaeróbico, donador de electrones
(hidrogeno, propionato o lactato)

No reportado


PCE

Anaeróbico, donador de electrones
(metanol)

No reportado

Decloración reductiva
anaeróbica
(cometabolica)

PCE, TCE, DCE,
VC, DCA

Anaeróbico, receptor de electrones
(nitratos, sulfatos) electrón donador
(hidrógeno)

Eteno, etano


PCE, TCE, CT
Anaeróbico, receptor de electrones
(nitratos, sulfatos) electrón donador
(hidrógeno)

Eteno, metano


CT
Anaeróbico, receptor de electrones
Fe(III)

CF, MC



DCE: Dicloroetano, VC: Cloruro de vinilo, DCA: Dicloroetano, CA: Cloroetano, MC: Cloruro de metileno, CM: Clorometano, TCE: Tricloroetano, CF: Cloroformo, CT: Tetracloruro de carbono
PCE:. tetracloetileno

DEGRADACION ANAEROBIA DEL TETRACLOROETILENO (PCE)

La degaradacion  de los disolventes altamente clorados como el PCE (tetracloetileno) se llevan a cabo en condiciones anaerobias, ya sea por cometabolismo, en cuyo caso los microorganismos no se benefician energéticamente  de la transformación del compuesto ya que utiliza otros compuestos organicos como fuente de carbon y energia; o por respiración; conocida para los compuestos clorados como halorespiracion o dehalorespiracion, proceso en el cual los microorganismos obtienen energia para su propio crecimiento directamente de la reduccion del disolvente clorado,
La decloracion reductiva se lleva acabo por la sustitución de cada uno de los cloros de la molecula por un hidrógeno.El Cometabolismo anaerobio de PCE aunque lento, ha sido reportado en condicione metanogènicas así como en presencia de bacterias acetogènicas.
Mecanismo de
degradación


Componente

Condiciones
Productos

Decloración reductiva
anaeróbica
(dehalorespiración)

PCE, TCE, DCE,
VC, DCA

Anaeróbico, donador de electrones
(hidrógeno o fuente de hidrógeno
fermentativas)

Eteno, etano


TCE

Anaeróbico, donador de electrones
(lactato, metanol butirato, glutamato 1,2-propaneidol tolueno)
Eteno


PCE, TCE, c-DCE,
VC

Anaeróbico, donador de electrones
(hidrogeno, propionato o lactato)

No reportado


PCE

Anaeróbico, donador de electrones
(metanol)

No reportado

Decloración reductiva
anaeróbica
(cometabolica)

PCE, TCE, DCE,
VC, DCA

Anaeróbico, receptor de electrones
(nitratos, sulfatos) electrón donador
(hidrógeno)

Eteno, etano


PCE, TCE, CT
Anaeróbico, receptor de electrones
(nitratos, sulfatos) electrón donador
(hidrógeno)

Eteno, metano


CT
Anaeróbico, receptor de electrones
Fe(III)

CF, MC



DCE: Dicloroetano, VC: Cloruro de vinilo, DCA: Dicloroetano, CA: Cloroetano, MC: Cloruro de metileno, CM: Clorometano, TCE: Tricloroetano, CF: Cloroformo, CT: Tetracloruro de carbono
PCE:. tetracloetileno

DEGRADACION ANAEROBIA DEL TETRACLOROETILENO (PCE)

La degaradacion  de los disolventes altamente clorados como el PCE (tetracloetileno) se llevan a cabo en condiciones anaerobias, ya sea por cometabolismo, en cuyo caso los microorganismos no se benefician energéticamente  de la transformación del compuesto ya que utiliza otros compuestos organicos como fuente de carbon y energia; o por respiración; conocida para los compuestos clorados como halorespiracion o dehalorespiracion, proceso en el cual los microorganismos obtienen energia para su propio crecimiento directamente de la reduccion del disolvente clorado,
La decloracion reductiva se lleva acabo por la sustitución de cada uno de los cloros de la molecula por un hidrógeno.El Cometabolismo anaerobio de PCE aunque lento, ha sido reportado en condicione metanogènicas así como en presencia de bacterias acetogènicas.
Mecanismo de
degradación


Componente

Condiciones
Productos

Decloración reductiva
anaeróbica
(dehalorespiración)

PCE, TCE, DCE,
VC, DCA

Anaeróbico, donador de electrones
(hidrógeno o fuente de hidrógeno
fermentativas)

Eteno, etano


TCE

Anaeróbico, donador de electrones
(lactato, metanol butirato, glutamato 1,2-propaneidol tolueno)
Eteno


PCE, TCE, c-DCE,
VC

Anaeróbico, donador de electrones
(hidrogeno, propionato o lactato)

No reportado


PCE

Anaeróbico, donador de electrones
(metanol)

No reportado

Decloración reductiva
anaeróbica
(cometabolica)

PCE, TCE, DCE,
VC, DCA

Anaeróbico, receptor de electrones
(nitratos, sulfatos) electrón donador
(hidrógeno)

Eteno, etano


PCE, TCE, CT
Anaeróbico, receptor de electrones
(nitratos, sulfatos) electrón donador
(hidrógeno)

Eteno, metano


CT
Anaeróbico, receptor de electrones
Fe(III)

CF, MC



DCE: Dicloroetano, VC: Cloruro de vinilo, DCA: Dicloroetano, CA: Cloroetano, MC: Cloruro de metileno, CM: Clorometano, TCE: Tricloroetano, CF: Cloroformo, CT: Tetracloruro de carbono
PCE:. tetracloetileno

jueves, 28 de abril de 2011

BIORREMEDIACION ANAEROBICA-UN POTENCIAL SIN EXPLOTAR

La tecnología de biorremediación utiliza el potencial metabólico de los microorganismos para limpiar el suelo y agua contaminado.
Compuestos contaminantes son transformados por los organismos vivos a través de reacciones que tienen lugar como parte de los procesos metabólicos.
La biorremediación puede será eficaz en el medio ambiente, las condiciones  permiten el crecimiento microbiano.
 La manipulación de los parámetros ambientales  permiten el crecimiento microbiano y la degradación de proceder a un ritmo más rápido.
Bajo la presión selectiva de la contaminación del medio ambiente, los microorganismos desarrollan la capacidad catabólicapara degradar o convertirlos en productos inocuos.

La biocatálisis  implica diferentes aspectos de la optimización, tales como;

  • la creación de nuevas rutas metabólicas,
  • la  ampliación del sustrato rangos de las vías existentes,
  • la mejora de las propiedades relevantes al proceso de microorganismos
  Las aplicaciones de la biorremediación  in situ  se han centrado sobre todo en los microorganismos aerobios, la ganancia de energía mediante la oxidación del compuesto de dióxido de carbono con el oxígeno que actúa como receptor de electrones.
El procesos más antiguo  de la vida es metabolismo microbiano anaeróbico.
Los organismos vivos que comenzó a desarrollarse en el océanos no tenía más remedio que seguir vías anaerobias. Libre  de oxígeno. Todo el oxígeno molecular fue atado en el agua, dióxido de carbono, carbonatos, y sulfatos. El mundo surgió anaeróbicamente, y gran parte de ella sigue siendo lo que en términos de la número de los seres vivos en lugar de su tamaño. Las bacterias anaerobias están presentes en el suelo y son una parte de la flora normal de los seres humanos y todos los demás animales, así como los insectos examinado hasta ahora.
Esta vida microbiana, la ausencia de oxígeno está empezando a mostrar un potencial significativo para la solución de uno de los importantes problemas actuales de la contaminación ambiental y la degradación.
Los procesos anaeróbicos se encuentran naturalmente el subsuelo, la mayor parte de la degradación de contaminantes orgánicos en los acuíferos.

Las diversas capacidades metabólicas de anaerobios representan una fuerza potencialmente poderosa en la lucha contra la contaminación. 
Los aceptores de electrones  tales como sulfato y nitrato no tienen limitaciones ya que son altamente solubles y no son consumidos por procesos no biològicos solubles

La  biorremediación  anaerobica de la contaminación de hidrocarburos.
Los hidrocarburos son uno de los grupos más  importantes de productos químicos para la humanidad debido a su abundancia natural, industrial, y su uso extensivo como fuente de energía primaria. La contaminación por hidrocarburos (petroleo) se está convirtiendo en una gran preocupación debido a la toxicidad y obstinación de muchos de los componentes de los combustibles.
La mayoría de las estrategias de biorremediación para eliminación de los hidrocarburos del petróleo son respiración aeróbica.
La degradacion microbiana de hidrocarburos se produce principalmente en condiciones aerobias las condiciones derivadas de la energética es  favorable y que la degradación anaeróbica de hidrocarburos es  insignificante.
Varios desnitrificantes, manganeso, hierro y bacterias reductoras de sulfato tienen la capacidad de degradar simple hidrocarburos aromáticos hidrocarburos aromáticos o alifáticos en condiciones de anoxia.
Los hidrocarburos monoaromáticos como benceno, tolueno y xileno (BTEX) y hexadecano se biodegrada en el ausencia de oxígeno.
 Degradación anaerobia de hidrocarburos alifáticos se ha relacionado con la desnitrificación.
Los hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP) son de mayor preocupación debido a su toxicidad, baja volatilidad, resistencia a la afinidad de la degradación microbiana, así como alta los sedimentos.
Los HAPs no se degradan en estrictas condiciones anaeróbicasla degradación de los HAP en la ausencia de oxígeno con nitrato como el  aceptor de electrón.

 Biorremediación anaerobia  de compuestos clorados.
Hidrocarburos alifáticos clorados (CAH) son provocados por el hombre  son compuestos orgánicos. CAH se utilizan en una amplia variedad de aplicaciones, tales como disolventes y desengrasantes y en la fabricación de materias primas.
Algunos de los CAH ocurre con más frecuencia en el suelo y las aguas subterráneas sontetracloroeteno (PCE), tricloroetileno (TCE), el carbono tetracloruro de carbono (TC), cloroformo (CF), cloruro de metileno (MC), tricloroetano (TCA), dicloroetano (DCA), cloroetano (CA), diclorometano (DCM), clorometano (CM).

Tres los mecanismos empleados por las bacteriasanaerobias de biodegradación efectiva de CAH son :
  • metabolismo decloración reductiva.- (respiración con sólo el disolventes clorados como el aceptor de electrones), la estequiometría es mucho mas favorable.
  • co metabolismo.-a  menudo la cantidad de primaria substrato necesario es un factor de 100 a 1.000 veces el importe de la CAH.
  •  la fermentación.- el cloro hidrocarburos sirve como donante de electrones, aceptor de electrones y la fuente de carbono, aislaron una estricta acetogénica bacteria anaeróbica capaz de crecer en diclorometano.
Decloración fermentativos es un proceso energéticamente favorable.

La decloracion reductiva anaerobica directa.
Obtener energía y crecer como uno o más átomos de cloro en un hidrocarburo clorado son reemplazados por hidrógeno. Es la reacción, que el  compuesto de cloro actúa como el aceptor de electrones, y el hidrógeno sirve como el donante de electrones directo. El hidrógeno utilizado en la reacción normalmente se suministra indirectamente a través de la fermentación de sustratos orgánicos. 
La reacción cuando se combina con el crecimiento también es denominada halorespiration o dehalorespiration.

Decloración reductiva de casi todas las CAH es un energéticamente favorable (exergónica) reacción en condiciones estándar. Este implica los procesos de desinfección con cloro puede ocurriren la naturaleza.
La decloración reductiva anaeróbico de la CAH más clorados (PCE TCE) se produce más fácilmente que la decloración del CAH que ya están algo menor, es decir., dicloroetano (DCE) y cloruro de vinilo (VC).
Se ha observado que el hidrógeno es un  donador de electrones importante en el anaeróbico decloración reductiva.

Cometabolismo anaerobias reductoras decloración
En cometabolismo anaerobias reductoras desinfección con cloro, un hidrocarburo clorado es fortuitamente degradado por una enzima o cofactor producidos durante metabolismo  microbiana de otro compuesto. La biodegradación de la clorada no da, energía o crecimiento del microorganismo. Además,sistemas enzimáticos como los clusters hierro-azufre, cobalaminas, F430 factor o hematina puede tomar participar en reacciones secundarias que producen cometabolismo transformación de la CAH. Todas estas enzimas sistemas contienen centros metálicos redox activos y se conocen como metales de transición cofactores. Estos cofactores de metales de transición actúan como transportadores de electrones en las bacterias anaeróbicas.

Biorremediación anaeròbica  de metales
En el caso de los metales y metaloides tóxicos, a menudo son solubles, y por lo tanto móviles en sistemas aeróbicos. Sin embargo, bajo condiciones anóxicas , los microorganismos son reducirlos a formas insolubles e inmovilizarlos como precipitados.
Los elementos que podrán ser inmovilizados en el presente manera incluyen el cromo, uranio, tecnecio, cobalto y selenio. Hasta hace poco, las investigaciones de la biorremediación se ha centrado en el tratamiento de suelos y aguas contaminados con orgánicos contaminantes.
La recuperación se debe al resultado de cambios en el estado redox de los iones metálicos.
Los microorganismos pueden eliminar los metales tóxicos y metaloides mediante la conversión a formas que se precipitan o volatilizado de solución. La alteración  microbiana  del estado redox de cualquiera de los contaminantes o los óxidos de Fe3 + + y Mn4, que se unen la mayoría de los metales pesados
, pueden hacer metales y metaloides más solubles.
La adsorción de metales y metaloides en la biomasa microbiana también puede evitar una mayor migración de estos contaminantes. 


BIBLIOGRAFIA:
REVISTA MEXICANA DE INGENIERIA QUIMICA Vol. 4 (2005) 273-287
ANAEROBIC BIOREMEDIATION-AN UNTAPPED POTENTIAL
N. BALAGURYSAMY (2005)