Tratamiento de suelo mediante bacterias
UNIVERSIDAD NACIONAL DANIEL ALCIDES CARRINFACULTAD DE
INGENIERAESCUELA DE FORMACIN PROFESIONAL INGENIERA AMBIENTAL
INTEGRANTES: Rivera Crocco Yannely
INDICEINDICE1INTRODUCCIN2CAPITULO I3TRATAMIENTO DEL SUELO
MEDIANTE BACTERIAS31.1.Definicin.31.2.Tipos:41.2.1.Degradacin
enzimtica.51.2.2.Remediacin microbiana51.2.3.La
fitorremediacin51.3.Tipos de Contaminantes y Organismos
Biorremediadores ms importantes.6A.Bacterias Pseudomonas8B.Bacteria
nativa Achromobacter.8C.Bacteria Arthrobacter y
Micrococcus.91.4.Tcnicas de Biorremediacion.91.4.1.Atenuacin
Natural.111.4.2.Bioestimulacin:11 1.5.Interacciones microbianas con
los contaminantes.121.6.Ventajas tcnicas de la Biorremediacion.13
CAPITULO II14RESTAURACION DEL SUELO CONTAMINADO POR METALES
PESADOS142.1.Definicin.152.2.La dinmica y
disponibilidad.162.3.Explotaciones Mineras.172.4.Recuperacin de
suelos contaminados.182.4.1.Tcnicas de
descontaminacin:18A.Extraccin con disolventes y
cidos18B.Lavado19CAPITULO III21RESUMEN DE PLAN DE DESCONTAMINACION
DEL SUELOS21CAPITULO IV25PLANTAS REMEDIADORAS PARA METALES
PESADOS25CONCLUSION26REFERENCIAS26
INTRODUCCINLa utilizacin de la capacidad de degradacin de los
microorganismos es la base fundamental de los tratamientos
biolgicos de contaminaciones orgnicas. En consecuencia, el
conocimiento de las caractersticas fisiolgicas y bioqumicas as como
de la ecologa y gentica de las especies o consorcios microbianos
involucrados, es un requisito esencial, junto con el conocimiento
de la naturaleza del emplazamiento y la eleccin de un protocolo
adecuado, para lograr el objetivo de dichos tratamientos. Por
ejemplo los hongos basidiomicetos ligninolticos producen un
conjunto de enzimas extracelulares para metabolizar la lignina que
les confieren, asimismo, la capacidad de degradar un amplio abanico
de contaminantes.La aplicacin de estos hongos para tratar y
recuperar espacios contaminados tiene un inters creciente. Esta
revisin recoge diversos aspectos de las tecnologas de
biorrecuperacin y de los avances en el conocimiento del metabolismo
ligninoltico.Estos procesos de degradacin se pueden clasificar en
funcin de su naturaleza y del tipo de consecuencias negativas que
provocan en las propiedades del suelo: biolgicos, como la
disminucin del contenido en materia orgnica incorporada en el
suelo; fsicos, como el deterioro de la estructura del suelo por
compactacin y aumento de la densidad aparente, disminucin de la
permeabilidad y de la capacidad de retencin de agua o prdida de
suelo por erosin; y qumicos, como la prdida de elementos
nutrientes, acidificacin, salinizacin, sodificacin y aumento de la
toxicidad. Estos ltimos son los que se engloban dentro del trmino
contaminacin.La Elaboracin de Planes de Descontaminacin de Suelos
(PDS) permite su aplicacin por parte de los titulares de proyectos
nuevos, actividades en curso, y para sitios contaminados en los que
la autoridad competente o la entidad de fiscalizacin ambiental
determine que no se cumplieron con los objetivos de remediacin
previstos en el instrumento de gestin ambiental.
CAPITULO ITRATAMIENTO DEL SUELO MEDIANTE BACTERIAS
1.1. Definicin.La biorremediacin es una tecnologa emergente que
utiliza organismos vivos (plantas, algas, hongos y bacterias) para
absorber, degradar o transformar los contaminantes y retirarlos,
inactivarlos o atenuar su efecto en suelo, agua y
aire.[footnoteRef:1] [1:
http://biorremedia.com.mx/Biorremediacion/Biorremediacion_Definicion.html]
La biorremediacin puede ser definida como el uso de organismos
vivos, componentes regulares y enzimas libres con el fin de
realizar una mineralizacin, una transformacin parcial, la
humificacin de los residuos o de agentes contaminantes y una
alteracin de estado redox de metales.[footnoteRef:2] [2:
http://es.slideshare.net/profeguerrini/biorremediacin-32-2011]
La biorremediacin es una tecnologa que utiliza el potencial
metablico de los microorganismos (fundamentalmente bacterias, pero
tambin hongos y levaduras) para transformar contaminantes orgnicos
en compuestos ms simples poco o nada contaminantes, y, por tanto,
se puede utilizar para limpiar terrenos o aguas
contaminadas.[footnoteRef:3] [3:
http://ingenierosdeminas.org/docu/documentos/fundamentos_%20biorremediacion.pdf]
Los microorganismos del suelo, bacterias, algas y hongos,
obtienen alimento y energa para su crecimiento por descomposicin de
estos compuestos orgnicos sobre todo cuando carecen de otras
fuentes. Descomposicin por las plantas y organismos, como
consecuencia de los procesos metablicos que tienen lugar en las
plantas.Figura N1.Parametros implicados en la Biorremediacion
Fuente N1.
http://ingenierosdeminas.org/docu/documentos/fundamentos_%20biorremediacion.pdf.1.2.
Tipos:Bsicamente, los procesos de biorremediacin pueden ser de tres
tipos: la degradacin enzimtica, la remediacin microbiana, y la
fitorremediacin.1.2.1. Degradacin enzimtica.Consiste en el empleo
de enzimas en el sitio contaminado con el fin de degradar las
sustancias nocivas. Dichas enzimas son previamente producidas en
bacterias transformadas genticamente. Esta aplicacin de la
biotecnologa lleva dcadas en el mercado y hoy las compaas
biotecnolgicas ofrecen las enzimas y los microorganismos
genticamente modificados para tal fin. 1.2.2. Remediacin
microbianaSe refiere al uso de microorganismos directamente en el
foco de la contaminacin. Estos microorganismos pueden ya existir en
ese sitio o pueden provenir de otros ecosistemas, en cuyo caso
deben ser inoculados en el sitio contaminado (proceso de
inoculacin). Cuando no es necesaria la inoculacin de
microorganismos, suelen administrarse ms nutrientes, como fsforo y
nitrgeno con el fin de acelerar el proceso.Hay bacterias y hongos
que pueden degradar con relativa facilidad petrleo y sus derivados,
benceno, tolueno, acetona, pesticidas, herbicidas, teres, alcoholes
simples, entre otros. Tambin pueden degradar, aunque parcialmente,
otros compuestos qumicos como el PCB, arsnico, selenio, cromo. Los
metales pesados como uranio, cadmio y mercurio no son
biodegradables, pero las bacterias pueden concentrarlos de tal
manera de aislarlos para que sean eliminados ms fcilmente.Sin
embargo, existen contaminantes difciles de degradar y para los
cuales no se han encontrado microorganismos capaces de
transformarlos. La biotecnologa moderna puede solucionar en parte
este problema, generando organismos genticamente modificados con
nuevas capacidades para eliminar tales contaminantes. La base de
esta estrategia se basa en la bsqueda de las enzimas adecuadas y la
posterior transferencia de los genes correspondientes a los
microorganismos que se inocularn en el lugar contaminado.1.2.3. La
fitorremediacinConsiste en el uso de seres vegetales para la
descontaminacin, haciendo uso de los sistemas radiculares de
plantas y rboles para la extraccin de metales pesados y otros
contaminantes de suelo, agua y aire.1.3. Tipos de Contaminantes y
Organismos Biorremediadores ms importantes.La biorremediacin se
basa en la utilizacin de microorganismos (levaduras, hongos o
bacterias) existentes en el medio para descomponer o degradar
sustancias peligrosas o contaminantes a sustancias de carcter menos
txico (H2O, CO2) o bien inocuas para el medio ambiente y la salud
humana.Se trata de un proceso relativamente lento que requiere de
meses o incluso de aos pero muy econmico si se efecta
adecuadamente. Por otro lado, su ventaja principal consiste en que
los contaminantes son destruidos en una fase del ciclo del
carbono.
Tipos y Caractersticas de los organismos biorremediadores: Casi
todos son eubacterias. Poseen actividades de peroxidasas y
oxigenasas. La oxidacin cambia las propiedades de los compuestos,
hacindolos susceptibles a los ataques y facilitando su conversin a
CO2 y H2O
Principales microorganismos degradadores:BACTERIAS
AchrornobacterBrevebacteriumNocardia
AcinetobacterCoryneformsPeptococcus
ActinomycesErwiniaPseudomonas
AeromonasFlavobacteriumSarcina
AlcaligenesKlebsiellaSperotihlus
ArthrobacterLactobacillusSpirillum
BacillusLeumthrixStreptomyces
BeneckeaMoraxellaVibrio
Xanthomyces
HONGOS
AllescheriaDebaromycesPhialophoraTorulopsis
AureobasidiumFusariumPenicilliumTrichoderma
AspergillusGonytrichumRhodosporidiumTrichosporon
BotrytisHansenulaRhodotorula
CandidaHelminthosporiumSaccharomyces
CephalosporiumMucorSaccharomycopisis
CladosporiumOidiodendrumScopulariopsis
CunninghamellaPaecylomysesSporobolomyces
A. Bacterias Pseudomonas Son capaces de degradar compuestos
txicos que contienen cloro (como el cloruro de vinilo). Bacterias
capaces de degradar algunos de los componentes del petrleo.
Bacterias capaces de reducir las formas altamente txicas de
mercurio en otras menos txicas y voltiles. Bacterias que
transforman metales del suelo (como el cromo) en formas menos
txicas o insolubles. Microorganismos capaces de degradar TNT, un
explosivo de gran potencia y muy agresivo para el entorno.
Bacterias que pueden eliminar el azufre de los combustibles fsiles,
como en el caso del carbn o del petrleo, para permitir combustiones
ms limpias. La utilizacin de la bacteria Deinococcus radiodurans
para eliminar elementos radiactivos presentes en el suelo y aguas
subterrneas. Este microorganismo es un extremfilo que resiste la
radiacin, la sequedad, agentes oxidantes y diversos compuestos
mutagnicos. Cianobacterias a las que se le han introducido genes de
bacterias Pseudomonas con capacidad de degradar diferentes
hidrocarburos o pesticidas. Bacterias transgnicas que se usan para
extraer metales valiosos a partir de residuos de fbricas o de
minas, o para eliminar los vertidos de petrleo, o el sulfuro
causante de la lluvia cida que producen las centrales energticas de
carbn.B. Bacteria nativa Achromobacter. Se encuentra bajo
condiciones controladas es posible biodegradar naftaleno en medio
acuoso con altas tasas de degradacin. La bacteria Achromobacter
s.p. tiene potencial biodegradador de naftaleno en medio acuoso
dada su tolerancia a este toxico. El ph es un parmetro importante
en la biodegradacin de naftaleno por Achromobacter s.p. en medio
acuoso.C. Bacteria Arthrobacter y Micrococcus. Es un gnero de
bacterias que se encuentran comnmente en el suelo. Todas las
especies de este gnero son aerobios obligados Gram-positivas que
son varillas durante el crecimiento exponencial y cocos en su fase
estacionaria.Otras caractersticas notables son que puede utilizar
piridona como su nica fuente de carbono, y que sus cocos son
resistentes a la desecacin y la inanicin. Una especie, A.
crystallopoietes, se ha demostrado reducir los niveles de cromo
hexavalente en el suelo contaminado, lo que sugiere que puede ser
til en la biorremediacin. Chlorophenolicus Arthrobacter sp.
noviembre, una especie capaz de altas concentraciones degradantes
de 4-clorofenol, tambin pueden ser tiles en la bioremediacin.
Arthrobacter sp. cepa R1 se ha demostrado para crecer en una
variedad de compuestos aromticos, incluyendo los compuestos
homocclicos, tales como hidroxibenzoatos, as como N-heterociclos,
como piridina y picolina. Arthrobacter sp H65-7 produce la enzima
que convierte inulase II inulina en anhdrido de difructosa. DFA es
un nutriente prometedor para la lucha contra osteoporosis, ya que
ayuda a la absorcin de calcio en los intestinos.Contaminantes que
puede contener el suelo: Hidrocarburos de todotipo (alifticos,
aromticos, BTEX, PAHs) Hidrocarburos clorados (PCBs, TCE, PCE,
pesticidas, herbicidas) Compuestos nitroaromticos (TNT y otros)
Metales pesados. Estos no se metabolizan por los microorganismos de
manera apreciable, pero pueden ser inmovilizados o precipitados.
Otros contaminantes. Compuestos organo fosforados, cianuros,
fenoles, etc.1.4. Tcnicas de Biorremediacion.Las tcnicas biolgicas
utilizadas pueden ser de tipo aerobio (medio oxidante) o anaerobio
(medio reductor) y pueden ser aplicadas in-situ (en el lugar donde
se encuentra el suelo contaminado) o ex-situ (el suelo se traslada
a una instalacin para su tratamiento) dependiendo del tipo de
contaminante.Las tcnicas de biorremediacin in-situ se estn
convirtiendo en las ms populares ya que tratan de acelerar los
procesos degradadores naturales mediante el suministro de oxgeno y
nutrientes a la zona contaminada durante un largo periodo. El
problema ms complicado suele ser la falta de oxgeno especialmente
en las capas ms profundas de suelos contaminados por
hidrocarburos.La transformacin de los contaminantes mediante las
diversas tcnicas est influenciada por los siguientes factores:
Necesidad de nutrientes: El metabolismo microbiano est orientado a
la reproduccin de los organismos y stos requieren que los elementos
qumicos se encuentren disponibles para su asimilacin y
sintetizacin. Los nutrientes principales son el fsforo y el
nitrgeno. Por lo general suele haber en el suelo una concentracin
de nutrientes suficiente, sin embargo, si estos no se encontrasen
en proporcin suficiente se puede adicionar mayor cantidad. pH del
suelo: afecta significativamente a la actividad microbiana ya que
el crecimiento de la mayor parte de los microorganismos es mximo
dentro de un intervalo de pH situado entre 6 y 8. As mismo el pH
tambin afecta a la solubilidad del fsforo y al transporte de
metales pesados en el suelo. La acidificacin o la reduccin del pH
en el suelo se puede realizar adicionando azufre o compuestos de
azufre. Temperatura: generalmente las especies bacterianas crecen a
intervalos de temperatura bastante reducidos (entre 15 y 45 C),
decreciendo la biodegradacin por desnaturalizacin de las enzimas a
temperaturas superiores a 40 C e inhibindose a inferiores a 0 C.
Humedad: los microorganismos requieren unas condiciones mnimas de
humedad para su crecimiento. El agua forma parte del plasma
bacteriano y sirve como medio de transporte de los compuestos
orgnicos y de los nutrientes hasta el interior de las clulas. Un
exceso de humedad inhibir el crecimiento bacteriano al reducir la
concentracin de oxgeno en el suelo. Estructura qumica del
hidrocarburo: la biodegradabilidad de un hidrocarburo depende de su
estructura molecular. Los parmetros que ms van a afectar son la
halogenacin, la existencia de ramificaciones, la baja solubilidad
en el agua y la diferente carga atmica.1.4.1. Atenuacin
Natural.Tcnica de biorremediacin in-situ que consiste en la
utilizacin de los procesos fisico-qumicos de interaccin
contaminante-suelo y los procesos de biodegradacin que tienen lugar
de forma natural en el medio. Estos procesos se conocen como
procesos de biotransformacin natural que van a reducir la
concentracin de llos contaminantes y entre los que se encuentran la
dilucin, dispersin, volatilizacin, adsorcin, biodegradacin y
aquellas reacciones qumicas que se producen en el suelo y que
contribuyen de alguna forma a la disminucin de la contaminacin.Se
aplica en aquellos casos en los que exista contaminacin producida
por hidrocarburos halogenados o no halogenados. La atenuacin
natural puede darse en presencia o ausencia de oxgeno (condiciones
aerbicas o anaerbicas). En presencia de oxgeno, los microorganismos
convierten los contaminantes en CO2, H2O o minerales. En los casos
de escasez de oxgeno, los microorganismos dependen de otros
aceptores de electrones (nitrato, sulfato).Figura N1.Atenuacion
Natural
Fuente N2.
https://quimica-biologia-12-13.wikispaces.com/Biorremediaci%C3%B3n+de+suelos.+Contaminaci%C3%B3n+HAPs
1.4.2. Bioestimulacin: Es un sistema de biorremediacin in-situ
en la que el agua subterrnea es conducida a la superficie por medio
de pozos de extraccin, se acondiciona en un reactor para
posteriormente volverla a inyectar y estimular la degradacin
bacteriana de los contaminantes del subsuelo y los acuferos. En el
reactor se agregan al agua nutrientes, oxgeno y microorganismo
previamente seleccionados y adaptados. Posteriormente, el efluente
se retorna al subsuelo por medio de pozos de inyeccin, aspersores
superficiales o galeras de infiltracin distribuidos a lo largo del
lugar que se quiere reparar1.5. Interacciones microbianas con los
contaminantes.La capacidad de obtener en el laboratorio, mediante
manipulacin gentica, microorganismos con mejores propiedades
degradativas de compuestos contaminantes no debe oscurecer el hecho
de que, en los ambientes naturales, los microorganismos poseen una
notable capacidad de adaptacin, lo que se favorece por su
integracin en poblaciones dentro de una comunidad. La base de este
fenmeno se encuentra, por una parte, en la adquisicin de nuevas
capacidades metablicas, mediante mecanismos de variacin gentica
convencionales (mutacin, conversin gnica, duplicacin, transposicin)
o intercambio de genes y, por otra, en la posibilidad de
complementacin de las actividades metablicas de los distintos
grupos. El cometabolismo es una actividad importante desde el punto
de vista medioambiental, con matices complejos, que no podemos
desarrollar en este espacio. Implica, esencialmente, el metabolismo
"gratuito" (es decir, no til para el crecimiento u obtencin de
energa) de un substrato secundario (compuesto contaminante) por
enzimas que requieren otro substrato primario diferente, el cual
proporciona la energa y/o los cofactores reductores necesarios.
Ambas actividades enzimticas pueden ser diferentes y el resultado
es, en teora, la acumulacin de productos de reaccin a partir del
contaminante. En la prctica, la existencia de otros microorganismos
hace factible la degradacin posterior de esos productos mediante
reacciones sintrficas y, en ltima instancia, su mineralizacin
(descartando la posibilidad, a tener en cuenta, de que dichos
productos sean txicos, y/o persistentes).El trmino de sintrofa, por
tanto, implica la accin concertada de diferentes microorganismos
sobre un sustrato(s), mediante la combinacin de sus actividades
metablicas, lo que permite su degradacin. Esta no sera posible en
presencia de los microorganismos aislados. Se comprende entonces la
importancia de las poblaciones mixtas (que a veces se denominan
consorcios) para la degradacin ms efectiva de los contaminantes
orgnicos (figura). Todo esto se refleja en el creciente aumento de
datos experimentales, en los que la bioaumentacin con consorcios
microbianos, tanto a nivel de laboratorio como en el campo, est
produciendo resultados esperanzadores (ejemplos aplicados al
petrleo o sus derivados)1.6. Ventajas tcnicas de la
Biorremediacion. Mientras que los tratamientos fsicos y buena parte
de los qumicos estn basados en transferir la contaminacin entre
medios gaseoso, lquido y slido, en la biorremediacin se transfiere
poca contaminacin de un medio a otro. Es una tecnologa poco
intrusiva en el medio y generalmente no requiere componentes
estructurales o mecnicos dignos de destacar. Comparativamente, es
econmica y, al tratarse de un proceso natural, suele tener
aceptacin por parte de la opinin pblica.La biorremediacin tiene
tambin inconvenientes y limitaciones. Por ejemplo, la biodegradacin
incompleta puede generar intermediarios metablicos inaceptables,
con un poder contaminante similar o incluso superior al producto de
partida. Por otra parte, algunos compuestos, como veremos, son
resistentes o inhiben la biorremediacin. El tiempo requerido para
un tratamiento adecuado puede ser difcil de predecir y el
seguimiento y control de la velocidad y/o extensin del proceso es
laborioso.Figura N2. Actividades microbianas en el proceso de
biorremediacin.
Fuente N3.
http://ingenierosdeminas.org/docu/documentos/fundamentos_%20biorremediacion.pdf.
CAPITULO IIRESTAURACION DEL SUELO CONTAMINADO POR METALES
PESADOS
Tradicionalmente se llama metal pesado a aquel elemento metlico
que presenta una densidad superior a 5 g/cm3, aunque a efectos
prcticos en estudios medioambientales se ampla esta definicin a
todos aquellos elementos metlicos o metaloides, de mayor o menor
densidad, que aparecen comnmente asociados a problemas de
contaminacin. Algunos de ellos son esenciales para los organismos
en pequeas cantidades, como el Fe, Mn, Zn, B, Co, As, V, Cu, Ni o
Mo, y se vuelven nocivos cuando se presentan en concentraciones
elevadas, mientras que otros no desempean ninguna funcin biolgica y
resultan altamente txicos, como el Cd, Hg o el Pb. Estos elementos
tienen su origen en el substrato litolgico, apareciendo bien como
elementos nativos o incorporados normalmente en las estructuras de
sulfuros, silicatos, carbonatos, xidos e hidrxidos. Los aportes
dominantes se producen por deposicin atmosfrica y afectan de forma
significativa a los primeros centmetros de suelo. Son fuentes
importantes de metales en suelos las cenizas y escorias de los
procesos de combustin de carbn fsil o derivados del petrleo (Figura
1), el aporte directo procedente de actividades agrcolas (adicin de
fertilizantes, pesticidas, lodos de depuradoras, compost, etc) y su
acumulacin a partir de residuos industriales, urbanos y mineros
(metalurgia, fabricacin de pinturas, barnices, disolventes,
bateras, textiles, curtidos, etc).Grfico N1. Principales fuentes de
procedencia de metales pesados en suelos
Fuente N4. (Mas y Azce, 1993)2.1. Definicin.Al hablar de
contaminacin por metales hay que tener en cuenta que ms importante
que el contenido total de un elemento en el suelo es la forma o
especie qumica bajo la que se encuentra, es decir, su especiacin.
As, la forma resultante de dicha especiacin va a influir
decisivamente en su distribucin en el suelo, condicionando su
solubilidad, su movilidad en el suelo y las aguas superficiales y
subterrneas, su biodisponibilidad y toxicidad y, por tanto, su
comportamiento como contaminante potencial. El uso de
microorganismos no est restringido nicamente al tratamiento de
compuestos orgnicos. En algunos casos, los organismos seleccionados
pueden tambin reducir los cationes txicos de los metales pesados
(como el selenio), a la forma elemental menos soluble y menos
txica. Por lo tanto, el tratamiento biolgico puede tambin aplicarse
a las aguas superficiales contaminadas por metales pesados.Cuando
la contaminacin incluye altas concentraciones de metales,
compuestos orgnicos con alta proporcin de cloro o sales inorgnicas,
la eficacia del tratamiento se reduce debido a la toxicidad
microbiolgica de estos compuestos.Imagen N1. Contaminacin de aguas
y suelos en el embalse que recoge las filtraciones de la balsade
lodos de las explotaciones mineras de sulfuros
Fuente N5. www.madrimasd.org - Vigilancia Tecnolgica 62.2. La
dinmica y disponibilidad.La dinmica y disponibilidad de los metales
estn muy influenciadas por las condiciones fisico-qumicas del suelo
en el que se encuentran, como el pH y el potencial rdox, mientras
que los constituyentes orgnicos e inorgnicos del suelo son los que
en gran medida condicionan los mecanismos de retencin de metales
por adsorcin, complejacin y precipitacin fundamentalmente. Adems,
las plantas y los microorganismos (bacterias y hongos) del suelo
tambin pueden interaccionar con los metales mediante mecanismos de
extraccin, estabilizacin, biosorcin, bioacumulacin,
biomineralizacin y biotransformacin. En cualquier caso, es
importante resaltar que los metales txicos en los suelos no pueden
ser destruidos sino slo neutralizados y que pequeas variaciones en
las condiciones del medio edfico pueden liberar los metales
anteriormente insolubilizados, por lo que es necesario realizar un
seguimiento en profundidad de la distribucin de estos contaminantes
en el suelo, especialmente de los ms txicos.Imagen N2. Aspecto de
las aguas cidas cargadas de sulfatos y con un elevado contenido en
metalespesados procedentes del yacimiento de sulfuros.
Fuente N6. www.madrimasd.org - Vigilancia Tecnolgica 62.3.
Explotaciones Mineras.Las actividades mineras provocan generalmente
grandes impactos ambientales, con destruccin de los suelos
naturales y creacin de nuevos suelos (Antrosoles) que presentan
fuertes limitaciones fsicas, qumicas y biolgicas que dificultan la
reinstalacin de vegetacin. Las consecuencias negativas se reflejan
fundamentalmente en una destruccin de la estructura del suelo y una
modificacin de sus caractersticas texturales, frecuentemente una
disminucin de la fraccin arcilla a favor de fracciones ms gruesas;
una acidificacin asociada a los procesos de oxidacin que favorece
la movilizacin de especies qumicas txicas limitantes de la
actividad biolgica; la decapitacin de los horizontes superficiales
biolgicamente activos, que conlleva la ruptura de los ciclos
biogeoqumicos y la dificultad de enraizamiento; y una disminucin de
la capacidad de cambio y de la retencin de agua en el suelo como
consecuencia de la escasez de materia orgnica y arcilla.Imagen N3.
Suelos de cultivo contaminados al pie de escombreras de
explotaciones mineras de sulfurosmetlicos
Fuente N7. www.madrimasd.org2.4. Recuperacin de suelos
contaminados.2.4.1. Tcnicas de descontaminacin:A. Extraccin con
disolventes y cidosEste tratamiento, aplicado ex situ, se basa en
la extraccin de los contaminantes mediante la mezcla en un tanque
del suelo con un disolvente orgnico como acetona, hexano, metanol,
ter dimetlico y trietilamina. El disolvente orgnico arrastra los
contaminantes y se separa del suelo por evaporacin, y mediante la
adicin de nuevos disolventes o destilacin los contaminantes se
eliminan para que el disolvente orgnico empleado pueda ser
reutilizado. A su vez, el suelo tratado se lava para arrastrar
cualquier resto que pueda quedar del disolvente.Con esta tcnica se
obtienen muy buenos resultados para eliminar compuestos orgnicos
como PCBs, COVs, disolventes halogenados, hidrocarburos derivados
del petrleo y compuestos organometlicos, aunque se debe de tener en
cuenta la posible toxicidad del disolvente empleado y los residuos
de su posterior tratamiento para ser reutilizado.De igual forma se
utiliza el cido clorhdrico para extraer metales pesados de suelos
contaminados. El suelo, previamente tamizado para eliminar las
gravas, se mezcla con el cido y cuando finaliza el tiempo de
extraccin, el suelo se lava con agua para eliminar los restos de
cido y metales. La solucin extractante se puede reutilizar usando
agentes precipitantes de metales como el hidrxido sdico o cal.
Despus del tratamiento, se debe neutralizar cualquier resto de cido
en el suelo con la adicin de cal o fertilizantes.B. LavadoEl lavado
de suelos es un tratamiento generalmente ex situ en el que el suelo
excavado es previamente separado fsicamente por tamizado, densidad
o gravedad para eliminar las partculas de grava ms gruesas, con
poca capacidad de adsorcin, de la fraccin fina y seguidamente
lavado con extractantes qumicos que permitan desorber y solubilizar
los contaminantes. Despus del tratamiento qumico, el suelo se
vuelve a lavar con agua para eliminar los contaminantes y agentes
extractantes residuales y se devuelve a su lugar de origen. La
eficacia de esta tcnica depende del grado de adsorcin del
contaminante, controlado por una serie de propiedades del suelo
como el pH, la textura, la capacidad de intercambio catinico, la
mineraloga o el contenido en materia orgnica y otros factores como
el tiempo que hace que el suelo est contaminado o la presencia de
otros elementos txicos.Figura N3.Proceso de lavado de suelos
Fuente N8. Naval Engineering Service CenterEl lavado de suelos
se utiliza fundamentalmente para suelos contaminados con compuestos
orgnicos semivoltiles, hidrocarburos derivados del petrleo y
substancias inorgnicas como cianuros y metales pesados, y es menos
eficaz para tratar compuestos orgnicos voltiles y pesticidas.Las
substancias extractantes utilizadas pueden ser cidos, bases,
agentes quelantes, alcoholes, surfactantes y otros aditivos como
sales. Se ha visto que agentes quelantes como el cido
etilendiaminotetraactico (EDTA), el cido ctrico y el cido
nitrilotriactico (NTA), y otros cidos como el cido clorhdrico son
eficaces a la hora de eliminar Cu, Pb y Zn de suelos
contaminados.Asimismo, los surfactantes (compuestos con una parte
hidrofbica y una parte hidroflica de naturaleza catinica, aninica y
biolgica) son eficaces a la hora de separar los compuestos no
acuosos de fase lquida del agua y compuestos derivados del
petrleo.
CAPITULO IIIRESUMEN DE PLAN DE DESCONTAMINACION DEL SUELOS
3.1. Definicion.La Gua para la Elaboracin de Planes de
Descontaminacin de Suelos (PDS) establece lineamientos para la
actuacin de los titulares de actividades extractivas, productivas o
de servicios, responsables naturales o jurdicos, pblicos o privados
de la descontaminacin de suelos contaminados, y para lo cual deben
elaborar el PDS como un instrumento de gestin ambiental que aprueba
los Estndares de Calidad Ambiental (ECA) para Suelo.La necesidad de
la elaboracin de un Plan de Descontaminacin de Suelos, se deriva en
general de la evidencia de que un sitio supera los ECA para suelo o
los niveles de fondo, calificndose como suelo contaminado; siendo
necesario para determinar esta condicin el desarrollo de la
evaluacin preliminar del sitio y del muestro de identificacin en
las reas de potencial inters.Todos estos estudios tienen como
finalidad establecer las actividades a realizar en el sitio
contaminado, causantes de los daos ambientales; los sucesos que
condujeron a la contaminacin del suelo, el subsuelo y la napa
fretica, las condiciones hidrogeolgicas que prevalecieron en el
sitio con base a informaciones documentales, si existen; as como
las relaciones de posesin y uso pasado y presente del predio o
predios en los cuales se localice el sitio contaminado.De esta
manera, para la aplicacin de los ECA para suelo a todo proyecto o
actividad que genere o pueda generar riesgos de contaminacin del
suelo en su emplazamiento y reas de influencia, se identifican 3
fases claramente diferenciadas segn los objetivos que persiguen,
stas son:a) Fase de identificacin: Tiene por objeto determinar si
un sitio supera o no los ECA para Suelo o los niveles de fondo.
Para su desarrollo se debe realizar una evaluacin preliminar que
comprende la investigacin histrica y el levantamiento tcnico del
sitio; y sobre esta base se ejecuta el muestreo de identificacin o
exploratorio. Los parmetros que se analicen sern aquellas
sustancias qumicas de inters toxicolgico o ecotoxicolgico generados
por la actividad presente o pasada, en el sitio de estudio.Una
forma eficaz de obtener evidencias de contaminacin del suelo es a
travs de una investigacin histrica del sitio y sus actividades. En
esta seccin se brindan procedimientos y criterios para ejecutar
esta tarea.La evaluacin preliminar, tiene como objetivo recopilar,
complementar y validar informacin requerida para determinar: Las
reas de potencial inters, Los parmetros a ser analizados en los
suelos, Los esfuerzos de muestreo, entre otros.b) Fase de
Caracterizacin:Procede cuando los resultados de la fase de
identificacin determinan que se supera los ECA para suelo o los
niveles de fondo. Tiene por objeto determinar la extensin y
profundidad de la contaminacin del sitio, y comprende el desarrollo
del muestreo de detalle, el estudio de caracterizacin, el estudio
de evaluacin de riesgo a la salud y el ambiente (ERSA) cuando
corresponda, que junto a la propuesta de acciones de remediacin,
conforma el Plan de Descontaminacin de Suelos (PDS), que debe ser
presentado a la autoridad competente para su evaluacin y aprobacin.
ESTRATEGIA PARA EL ESTUDIO DE CARACTERIZACINHabiendo realizado el
modelo conceptual inicial del sitio contaminado, se debe planificar
el proceso de intervencin para la caracterizacin del sitio,
determinando las concentraciones de los contaminantes en el suelo,
las posibles rutas de exposicin, y en base a ello determinar la
posible contaminacin de componentes ambientales como aguas
superficiales y/o subterrneas y la fase gaseosa del suelo en la
atmsfera circundante.Como resultado de la informacin generada, se
establece la necesidad de continuar con los siguientes procesos de
gestin de un suelo contaminado: la realizacin del ERSA (de ser el
caso) y la propuesta de acciones de remediacin. MUESTREO DE
DETALLETiene por objetivo obtener muestras representativas de suelo
para determinar el rea y volumen (la distribucin horizontal y
vertical) de los contaminantes del suelo en las reas de inters
determinadas a travs de la fase de identificacin. EVALUACIN DE
RIESGOS A LA SALUD Y EL AMBIENTEEs el estudio que tiene por objeto
definir si la contaminacin existente en un sitio representa un
riesgo tanto para la salud humana como para el ambiente, as como
los niveles de remediacin (NR) especficos del sitio en funcin del
riesgo aceptable y las acciones de remediacin que resulten
necesarias.No tienen como objeto el justificar la no realizacin de
acciones de remediacin, sino determinar tcnicas de remediacin aptas
para mitigar los riesgos a la salud y el ambiente a un nivel
aceptable. La ERSA se elabora a travs del modelo conceptual del
sitio, considerando la toxicidad, las caractersticas fsico-qumicas,
la distribucin, los mecanismos de liberacin y de transporte de los
contaminantes infirindose las posibles rutas y vas de exposicin as
como los receptores potenciales dentro del sistema.c) Fase de
Remediacin:Se podrn aplicar, sola o en combinaciones, como acciones
de remediacin para la eliminacin de los contaminantes del sitio,
acciones para evitar la dispersin de los contaminantes, acciones
para el control del uso del suelo, y acciones para el monitoreo del
sitio contaminado.Estas acciones no necesariamente comprenden la
aplicacin de tcnicas que reconviertan el sitio a sus condiciones
originales (restauracin), sino la remediacin del suelo para un uso
determinado en condiciones seguras.Se considerar que los suelos son
tratados a un lado del sitio (on-site), cuando el tratamiento se
realiza sobre un rea adyacente al sitio contaminado o sobre un rea
dentro del sitio contaminado, previa remocin del suelo y materiales
semejantes a suelos.Sern suelos tratados fuera del sitio
(off-site), cuando se remueve el suelo y los materiales semejantes
a suelos contaminados a un lugar fuera de aqul donde se ubican,
para someterlos a tratamiento en instalaciones fijas
autorizadas.Son materiales semejantes a suelos todos aqullos que
por sus propiedades mecnicas, fsicas y qumicas presenten semejanzas
con los suelos contaminados, tales como lodos de presas, lodos y
sedimentos de crcamos6, tanques de almacenamiento, entre otros.La
estructura de la Gua para la Elaboracin de Planes de
Descontaminacin de Suelos (PDS) permite su aplicacin por parte de
los titulares de proyectos nuevos, actividades en curso, y para
sitios contaminados en los que la autoridad competente o la entidad
de fiscalizacin ambiental determine que no se cumplieron con los
objetivos de remediacin previstos en el instrumento de gestin
ambiental.
CAPITULO IVPLANTAS REMEDIADORAS PARA METALES PESADOS
1. As, el girasol (Heliantus anuus) es capaz de absorber en
grandes cantidades el uranio depositado en el suelo. 2. Los lamos
(gnero Populus) absorben selectivamente nquel, cadmio y zinc. 3.
Tambin la pequea planta Arabidopsis thaliana de gran utilidad para
los bilogos es capaz de hiperacumular cobre y zinc.4. El litio
acutico (Eichhornia crassipes) absorbe una gran acumulacin mayor de
los metales en la estructura sumergida de la planta, excepto para
el Sr, es un probable indicador de hidrocarburos debido a derrame
de combustibles.5. La especie 'Rumex acetosa' de Lanestosa resulta
muy til para extraer metales pesados de suelos contaminados,as como
para la fitoextraccin de metales como el zinc en suelos
contaminados.
CONCLUSIONAunque buena parte de los estudios de descontaminacin
biolgica se han centrado en bacterias por la facilidad que ofrecen
para estudiar sus vas metablicas y llevar a cabo construcciones
genticas que permitan degradar especficamente determinados
compuestos contaminantes, la capacidad de los hongos para
transformar una gran variedad de compuestos orgnicos y llevarlos
hasta CO2 y H20 ofrece un potencial indiscutible para su utilizacin
en procesos de tratamiento de contaminaciones.La Gua para la
Elaboracin de Planes de Descontaminacin de Suelos (PDS) permite su
aplicacin por parte de los titulares de proyectos nuevos,
actividades en curso, y para sitios contaminados en los que la
autoridad competente o la entidad de fiscalizacin ambiental
determine que no se cumplieron con los objetivos de remediacin
previstos en el instrumento de gestin ambiental.
REFERENCIAS DNA. (2005). CIENCIA. Argentina: Recuperado el 16 de
Julio a las 10:00 a.m. de la pgina web:
http://www.dna.gov.ar/CIENCIA/SANTAR04/CD/PDF/206BH.PDF Ammicol.
(2008). Biorremediacion: Recuperado el 16 de Julio a las 10:00 a.m.
de la pgina web: http://www.reviberoammicol.com/2004-21/103120.pdf
Slideshare. (2005). fitorremediacion: Recuperado el 16 de Julio a
las 10:00 a.m. de la pgina web:
http://es.slideshare.net/NELSHON/tratamiento-de-aguas-residuales-fitorremediacion