BIORREMEDIACION DE ECOSISTEMAS

TERCERA UNIDAD

La biorremediación se define como el empleo de organismos vivos, tales como

microorganismos y plantas, con la finalidad de reducir o eliminar, degradar y transformar

contaminantes tanto en ecosistemas terrestres como acuáticos.

Básicamente, los procesos de biorremediación pueden clasificarse en tres tipos:

1.- Remediación microbiana

Se refiere al uso de microorganismos directamente en el foco de la contaminación. 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 inoculación).

Cuando no es necesaria la inoculación de microorganismos, suelen administrarse más

nutrientes con el fin de acelerar el proceso.

Hay bacterias y hongos que pueden degradar con relativa facilidad petróleo y sus

derivados, benceno, tolueno, acetona, pesticidas, herbicidas, éteres, alcoholes simples,

entre otros. También pueden degradar, aunque parcialmente, otros compuestos químicos

como el PCB, arsénico, 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 más fácilmente. Estas características también

pueden lograrse por ingeniería genética.

2.- Degradación enzimática

Consiste en el empleo de enzimas en el lugar contaminado con el fin de degradar las

sustancias nocivas. Dichas enzimas son previamente producidas en bacterias transformadas

genéticamente. Esta aplicación de la biotecnología lleva décadas en el mercado y hoy las

compañías biotecnológicas ofrecen las enzimas y los microorganismos genéticamente

modificados para tal fin.

3.- Fitorremediación

La fitorremediación es el uso de plantas para limpiar ambientes contaminados debido a la

capacidad que tienen algunas especies vegetales de absorber, acumular y/o tolerar altas

concentraciones de contaminantes como metales pesados, compuestos orgánicos y

radioactivos.

La contaminación de suelos por hidrocarburos es un problema importante en la mayor

parte de los países productores de petróleo. La matriz suelo es espacialmente variable y

está demostrado que las propiedades químicas, que juegan un papel importante en la

adsorción del contaminante, tales como pH, textura y materia orgánica, muestran una

distribución altamente variable.

La Biorremediación es una técnica innovadora que se ha desarrollado en las décadas

de los 80 y 90, la cual ha sido aplicada exitosamente en el tratamiento de suelos

contaminados con hidrocarburos. Se caracteriza por ser una técnica de bajo costo de

operación. La aplicación de este tipo de tecnología ha encontrado cierta resistencia de

aplicación por el tiempo que demanda completar un proceso hasta obtener las metas de

limpieza deseadas.

La Biorremediación es considerada como la vía más efectiva para la remediación de

suelos contaminados, en contraste a alternativas más costosas como la incineración.

Los tratamientos biológicos de degradación en suelos pueden ser eficientes y

económicos si las condiciones de biodegradación son optimizadas (Álvarez, 2001)

(Belloso, 1998) (Cursi y Calleja, 2000).

Esta técnica puede ser aplicada in-situ, en el lugar donde se encuentra el suelo contaminado, o ex-

situ, cuando el suelo se traslada a una instalación para su tratamiento. El tratamiento ex-situ de

suelos, sedimentos y otros sólidos contaminados con hidrocarburos se puede realizar en un variado

número de procesos en fase sólida y en fase lodo. Los procesos en fase sólida son aquellos en donde

el suelo se trata con un contenido de agua mínima. En los casos de los procesos en fase lodo se

suspende el suelo en agua (Saracino, 2001).

La actividad de los microorganismos presentes en el suelo se puede favorecer mejorando

determinadas condiciones edáficas, añadiendo nutrientes, agua, oxígeno y modificando el pH. Otra

forma es la introducción de nuevas especies para aumentar la concentración de microbiota presente.

La medición del CO2 producido por unidad de tiempo en un área determinada es una medida

indirecta del proceso biodegradativo ya que tiene como objetivo evaluar la actividad respiratoria de

los microorganismos del suelo durante el proceso de degradación de los compuestos orgánicos

(Infante, 2001).

Los componentes del petróleo son generalmente agrupados en cuatro clases de acuerdo a su

solubilidad en solventes orgánicos: saturados, aromáticos, resinas y asfaltenos. No todos los

componentes del crudo son rápidamente degradables, las parafinas de cadenas cortas son los

sustratos fácilmente degradables por los microorganismos seguidos en orden descendiente por las

parafinas de cadena larga, isoparafinas, cicloparafinas, aromáticos, heterocíclicos, resinas y

asfaltenos. Los compuestos polares y los asfaltenos son generalmente considerados resistentes a la

biodegradación. El material remanente se denomina "hidrocarburos totales de petróleo" (TPH, total

petroleum hydrocarbon) y es considerado biodegradable. La fracción polar y los hidrocarburos

totales de petróleo, juntamente, se nombran petróleo total, el cual puede ser estimado

gravimétricamente por evaporación de los solventes usados para la extracción (Ercoli, 2001).

FITORREMEDIACION

La fitorremediación es la descontaminación de los suelos, la depuración de las aguas residuales

o la limpieza del aire interior, usando plantas vasculares, algas (ficorremediación)

u hongos (micorremediación), y por extensión ecosistemas que contienen estas plantas. Así pues,

se trata de eliminar o controlar las diversas contaminaciones. La degradación de compuestos

dañinos se acelera mediante la actividad de algunos microorganismos.

¿Qué es la fitorremediación?

La etimología proviene del griego «phyton» = planta y del latín «remedium» = restablecer el

equilibrio, la remediación. La fitorremediación no es un concepto nuevo, pues desde hace 3000

años los hombres han utilizado la capacidad natural de purificación de las plantas para el

tratamiento del agua. Desde la década de 1970 esta práctica ha encontrado un renovado interés,

en particular para el tratamiento de los plaguicidas y de los metales.

La fitorremediación es un conjunto de tecnologías que utiliza las plantas para reducir, degradar o

inmovilizar compuestos orgánicos contaminantes (naturales o sintéticos), de la tierra, del agua o

del aire y que provienen de las actividades humanas. Esta técnica también puede tratar la

contaminación por compuestos inorgánicos ( metales pesados o radioisótopos).

•Suelos: Esta técnica se utiliza para descontaminar biológicamente las tierras

contaminada por metales y metaloides, plaguicidas, disolventes, explosivos,petróleo y

sus derivados, radioisótopos y contaminantes diversos.

Principio de la descontaminación

Las plantas van a absorber el contaminante para metabolizarlo o almacenarlo,

reduciendo o evitando la liberación de contaminantes en otras zonas del medio

(fitoestabilización). Con mucha frecuencia, los compuestos orgánicos (xenobióticos o

no) puede ser degradados y metabolizados para el crecimiento de la planta.

La contaminación se elimina así. En el caso de los compuestos inorgánicos

contaminantes (metales, metaloides y radionucleidos), únicamente es posible su

fitoestabilización o fitoextracción, porque estos tipos de agentes contaminantes no son

biodegradables.

Cualquier proceso que utilice microorganismos, hongos, plantas o las enzimas

derivadas de ellos para retornar un medio ambiente alterado por contaminantes a su

condición natural. La biorremediación puede ser empleada para atacar contaminantes

específicos del suelo, por ejemplo en la degradación bacteriana de compuestos

organoclorados o de hidrocarburos.

-Tratamiento de suelos y aguas: uso de microorganismos naturales (levaduras,

hongos o bacterias) existentes en el medio para descomponer o degradar sustancias

peligrosas en sustancias de carácter menos tóxico o bien inocuas para el medio

ambiente y la salud humana. Se usa, por ejemplo, la bacteria cupriavidus metallidurans

que elimina metales pesados en aguas y suelo y se utilizan como biosensores .

-Compostaje: descomposición de materiales biodegradables, normalmente mezclas de

compuestos orgánicos para la estabilización de residuos orgánicos en el suelo. Esta

degradación se debe a una intensa actividad microbiana. Ventajas: enriquecimiento del

suelo, remediación de la contaminación, prevención de la contaminación y beneficios

económicos.

Se resume en :