Uno de los graves problemas de Contaminación ambiental son los derrames accidentales a gran escala, de petróleo y productos químicos (mezclas complejas de hidrocarburos).
Los hidrocarburos como los poli cíclicos generan gran impacto de toxicidad ya que persisten en la superficie y son recalcitrantes para los seres vivos.
Los hidrocarburos más estudiados: benceno, Tolueno y etilbenceno y xileno (BTEX) y los poli aromáticos (HAP) diaromático naftaleno y los triaromáticos fenantreno, antraceno y fluoreno.
Las técnicas más empleadas para la eliminación de los hidrocarburos:
- Por vacío
- Con agua
- Incineración
- Recuperación electrocinética
El proceso de biorremediaciòn de suelos contaminados por hidrocarburos, se lleva acabo con surfactantes. Este actúa incrementando la biodisponibilidad del hidrocarburo mediante la acción paralela a la deserción y solubilizaciòn del contaminante esto permite la transferencia de masa y biodegradación. También puede actor en una inhibición y toxicidad microbiana.
El contaminante presentes en la fase acuosa (NAPL) o absorbidos en la matriz del suelo no suelen estar disponibles para la degradación microbiana.
Para elegir un surfactante para la birremediaciòn se debe tener en cuenta:
- Tipo de contaminante a remediar
- Propiedades del suelo
- Propiedades de surfactante
- La existencia de microorganismos degradados.
Algunos biosurfactantes se clasifican por su composición química glicolipidos, lipopeptidos y lipoproteínas, fosfolípidos, ácidos grasos y poliméricos.
SURFACTANTES.- Son moléculas que tienen una fracción de cabeza polar hidrofílica y una cola hidrofóbica de fracción no polar, manteniéndose principalmente en la interfase aceite/agua o aire/agua.
Ventajas
- Se le atribuye el aumento de solubilidad y biodisponibilidad.
- De fácil comercialización, distribución y a bajo costo.
- Mejora la degradación del hidrocarburo
- Algunos son biodegradables
- Se podría utilizar como sustrato primario cuando el contaminante se degrada co- metabólicamente.
Desventajas
- Su toxicidad y los efectos de los intermedios (residuos) suelen ser más tóxicos que los compuestos originales
- Degradación preferencial del surfactante, puede disminuir la degradación del contaminante, la degradación del surfactante reducirá el efecto de la biodisponibilidad.
BIOSURFACTANTES.- Microorganismos pueden sintetizar sus propios surfactantes, la mayoría son neutros o de carga negativa.
Ventajas
- Son biodegradables
- Menos tóxicos que los sintéticos
- Las moléculas de superficie se adaptan a los cambios de sustrato de crecimiento
- Tienen estructuras definidas.
- Mejora la degradación del hidrocarburo
- Se le atribuye el aumento de solubilidad y biodisponibilidad.
- Son amigables al medioambiente.
Desventajas
- La producción a gran escala de biosurfactantes es compleja y difícil.
- Algunos biosurfactantes pueden ser tan tóxicos como los sintéticos.
Los microorganismos degradadores de hidrocarburos a un agente surfactante dependerá de una serie de factores tales como la ultraestructura celular, capacidad de la biodegradación, concentración del surfactante y la biodisponibilidad.
El efecto mas importante del surfactante entre el suelo y el contaminante es la estimulación del transporte de masa del contaminante, desde el suelo hasta la fase acuosa, donde se da la biodisponibilidad, la cual está influenciada por; las interacciones de surfactante-células, interacciones célula-contaminante e interacciones de superficie de contaminantes.
La biodisponibilidad es el factor más importante para que la degradación biológica termine siendo lenta, además parece disminuir con el tiempo del envejecimiento del suelo. La biodisponibilidad limitada de un contaminante se presenta cuando su tasa de degradación por microorganismos está afectada por una barrera físico-química entre el contaminante y los microorganismos
Algunos factores que influyen en la disponibilidad:
a) La emulsión de contaminantes
El aumento de superficie de contacto que permite la mejora de transporte de masa del contaminante a la fase acuosa y la movilidad adsorbida de la fase
líquida del contaminante se remuevo con la emulsión. La emulsificación del surfactante facilita el transporte del sustrato orgánico de las células microbianas.
Es la concentración mínima para que el surfactante forme agregados llamados "micelas", los cuales son responsables de las propiedades de solubilización y de detergencia.
La baja solubilidad de muchos hidrocarburos reduce su disponibilidad para los
microorganismos, incrementa la adsorción de compuestos de superficie y limita el proceso de biodegradación
Para una facilidad del transporte de los contaminantes de la fase sólida a la fase acuosa:
- La interacción de moléculas de contaminante con surfactante,
- La interacción de surfactantes con las diferentes fases (tanto en monómeros
- como en micelas),
- La movilidad del contaminante sobre la materia orgánica y las partículas del
- suelo , y
- La reducción de la tensión superficial del agua sobre los poros de las partículas del suelo.
e) Adsorción-Desorción
Los compuestos adsorbidos son hasta cierto punto disponibles para el microorganismo sin previa desorción, incluso cuando esta adsorbido al sustrato y pueda ser degradable será menos biodisponible, por lo tanto la desorción desempeña un papel esencial en la biodegradación. De igual manera la mayoría de los estudios publicados demuestran que la desorción y la movilidad del contaminante hidrófobo en el suelo pueden ser mejorados con la adición de surfactantes.
La temperatura afecta la biodegradación por medio de dos mecanismos, en primer lugar, el incremento de temperatura puede aumentar la constante de velocidad de desorción y la disminución de los coeficientes de distribución (Kd) y en cierta medida aumenta esto a la biodisponibilidad.
BIBLIOGRAFIA:
Revista QuímicaViva - Número 3, año 9, diciembre 2010
Héctor H. Riojas González
p.p 126-145
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