Bioremediación con microorganismos

1. BIOREMEDIACIÓN DE HC CON
MICROORGANISMOS
• Rodrigo Aguilera Bazaes
• Luis Vásquez Bustamante

2. PETRÓLEO Y SUS DERIVADOS
Formados por organismos muertos
expuestos a altas presiones y temperaturas
por mucho tiempo
Mezcla compleja de HC
Su composición depende de: su origen, edad
y condiciones geológicas

3. INTRODUCCIÓN
Los aromáticos son los más complejos y
tóxicos
La adición de átomos (S, N, O e inclusive
metales) puede intensificar su toxicidad
NO hay dos mezclas de HC iguales

4. DERRAMES
Derrames de agua v/s otro tipo de derrames
Origen de los derrames: diverso
Consecuencias en el ecosistema:
Dependientes de variables ecológicas de
especies
Efectos agudos (mortalidad, narcosis y
necrosis) y crónicos (desarrollo,
reproducción y comportamiento) en especies

5. EFECTOS GENERALES EN LOS ORGANISMOS
HC solubles: daño fisiológico
Material particulado: Problemas en
memebranas externas y branquias
Biomagnificación hacia flujos superiores de
la cadena trófica

6. BIOREMEDIACIÓN
Proceso de remoción de contaminantes del
ambiente mediante organismos
Capacidad de utilizar el contaminante como
fuente de C y energía
Más barato y en casos eficiente que
alternativas físicas y químicas

7. PASOS DEL PROCESO
1. Características físicas de los HC
2. Elección del consorcio bacteriano
3. Factores afectando el proceso:
Biosurfactantes, pH, nutrientes, salinidad,
O2, t°, presión, humedad, “mejora genética”

8. TIPOS DE BIOREMEDIACIÓN
Utilizan organismos vivos (hongos, bacterias,
etc.) para la degradación, transformación o
remoción de compuestos orgánicos tóxicos,
dependiendo de las actividades catabólicas de
los organismos y de su capacidad natural para
utilizar los contaminantes como fuente de
alimento y energía.
Las rutas de biodegradación de los contaminantes
orgánicos varían en función de la
estructura química del compuesto y
de las especies microbianas degradadoras
involucradas,

9. Las tecnologías de biorremediación pueden
emplear
organismos propios del sitio contaminado
(nativos) o de otros sitios (exógenos),
pueden realizarse in situ o ex situ,
en condiciones aerobias (en presencia de
oxígeno) o anaerobias (sin oxígeno).

10. BIOAUMENTACIÓN
Tecnologia-
Descripcion
Objetivo de la
remediacion aplicación matriz contaminantes tratados
bioaumentacion descontaminacionin-situ
suelos, aguas
subterraneas
amplio espectro de
contaminantes orgánicos
biodegradables
• El principio de la bioaumentación es la utilización de
microorganismos altamente especializados para
incrementar y mejorar la capacidad de degradación
de la población microbiana natural.
• Consiste en inocular cepas microbianas (autóctonas e
incluso cepas que podrían estar genéticamente
modificadas y con mayor capacidad para restaurar
entornos con alta concentración tóxica)

11. Desventajas:
• deben realizarse cultivos de
enriquecimiento, aislar
microorganismos y cultivarlos hasta
obtener grandes cantidades de
biomasa.
• no se pueda usar como
fuente de carbono, existirá una
desventaja del tipo económica.
Ventajas:
• Mejora la bioactividad.
• Reduce la DBO (Demanda
Bioquímica de Oxígeno).
• Mejora la estabilidad del sistema.
• Reduce la formación de espuma.
• Mejora la sedimentación de sólidos.
• Reduce el volumen de lodos.
herbicidas (2,4-D, clorofam), insecticidas organoclorados (lindano,
clordano, paratión), clorofenoles y Nitrofenoles, BPC, HTP y HAP.

12. BIOESTIMULACIÓN/BIODEGRADACIÓN ASISTIDA
Promoción de la biodegradación o
biotransformación de contaminantes presentes en
suelos y/o aguas subterráneas mediante la
adición de microorganismos con capacidad de
degradación de contaminantes orgánicos. Esta
tecnología se utiliza cuando se requiere el
tratamiento inmediato de un sitio contaminado o
cuando la microflora nativa es insuficiente en
número o capacidad degradadora.
Tecnologia-Descripcion Objetivo de la remediación aplicación matriz contaminantes tratados
biodegradación
asistida
bioestimulacion descontaminación in-situ
suelos, aguas
subterraneas
amplio espectro de
contaminantes
orgánicos
biodegradables

13. •La circulación de soluciones acuosas a
través del suelo puede aumentar la
movilidad del contaminante.
•La colonización microbiana en los pozos
de inyección pueden causar la obstrucción
de los mismos.
•Tecnología In Situ .
•Tanto el agua subterránea contaminada y
el suelo se puede tratar simultáneamente,
proporcionando ventajas adicionales de
costos.
suelos, lodos y aguas subterráneas contaminados con hidrocarburos derivados del
petróleo, solventes, pesticidas, conservantes de la madera y otros productos
químicos orgánicos

14. BIOVENTILACIÓN
Tecnologia-
Descripcion
Objetivo de la
remediación aplicación matriz contaminantes tratados
Bioventing/Bioven
tilación/
Biosparging descontaminación in-situ suelos
Hidrocarburos del petróleo
de peso mediano, explosivos
(DDT, DNT)
Estimulación de la biodegradación natural de compuestos
contaminantes en condiciones aeróbicas, mediante el
suministro de aire (enriquecido en O2) a través de pozos de
inyección, suministrando solamente el oxígeno necesario
para sostener la actividad de los microorganismos
degradadores

15. La acumulación de vapores en el radio de
influencia de los pozos de inyección de
aire puede requerir la extracción de aire.
•no se requiere introducir
microorganismos exógenos.
(DDT, DNT) Hidrocarburos del petróleo de peso mediano,
explosivos

16. COMPOSTAJE
Tecnologia-
Descripcion
Objetivo de la
remediación aplicación matriz contaminantes tratados
compostaje descontaminación ex-situ suelo
Explosivos (TNT, RDX, HMX),
Hidrocarburos
aromáticos policíclicos,
hidrocarburos del petróleo,
clorofenoles y pesticidas
es un proceso biológico controlado mediante el cual pueden
tratarse suelos y sedimentos contaminados con
contaminantes orgánicos (por ejemplo, hidrocarburos
aromáticos policíclicos), a través de la estimulación de la
actividad biodegradadora de las poblaciones microbianas
presentes en el medio, bajo condiciones aeróbicas y/o
anaeróbicas, transformándolos en subproductos inocuos

17. Necesidad de espacio.
•Necesidad de excavar el suelo
contaminado, lo que puede provocar la
liberación de COV.
•Incremento volumétrico del material a
tratar.
•El diseño y la construcción son
relativamente fáciles
•El suelo remediado no requiere ser
confinado después y al degradarse
aporta nutrientes al suelo.
El compostaje se ha usado con éxito para remediar suelos contaminados con
PCP, gasolinas, HTP, y HAP

18. LODOS BIOLÓGICOS/BIORREACTORES
Tecnologia-
Descripcion
Objetivo de la
remediación
aplica
ción matriz contaminantes tratados
Lodos
Biológicos/
Biorreactores
descontaminaci
ón
ex-
situ suelo
Compuestos orgánicos volátiles
y semivolátiles
no halogenados, explosivos,
hidrocarburos del petróleo,
petroquímicos,
solventes y pesticida
Degradación en fase acuosa llevada a cabo mediante microorganismos en
suspensión o inmovilizados en fase sólida. El tratamiento puede realizarse en
lagunas construidas para este fin o bien en reactores sofisticados con control
automático de mezclado.

19. • Alta eficiencia.
•Ocupa áreas reducidas.
•Presenta la posibilidad de controlar los
parámetros operacionales.
•Reduce significativamente el tiempo de
tratamiento en comparación a otras
tecnologías.
• Necesita de un rígido control operacional.
•Inestabilidad en la sedimentación de lodos.
•Costos elevados para el tratamiento de
grandes volúmenes de suelo.
•El suelo debe tamizarse previamente.
Explosivos, hidrocarburos del petróleo, petroquímicos, solventes y
pesticida

20. ESTUDIO DE CASO
“Contaminación de suelos por hidrocarburos
policíclicos aromáticos (HPA)”
Son ubicuos, mutagénicos y
cancerinogénicos
Procedentes de actividades naturales y
humanas
Bioremediación: Alternativa por bajo costo e
impacto

21. REMEDIACIÓN POR CONSORCIOS
Ampliamente utilizados en estudios de
laboratorio y terreno
Se cree que son más efectivos que cultivos
puros sobre HPA:
Capacidad enzimática más amplia

22. METODOLOGÍA
Obtención de las muestras de suelo (capa
superficial) de área industrial
Obtención del consorcio bacteriano (mismo
suelo)
Géneros del consorcio: Mesorhizobium,
Alcaligenes, Bacillus.

23. RESULTADOS

24. RESULTADOS

25. RESULTADOS

26. CONCLUSIONES
Los consorcios mustran una mayor tasa de
descomposición de los HC
Existe distintas combinaciones bacterianas para
distintas etapas de la remediación
Relevancia de las variables abióticas
Los distintos tipos de remediación se pueden
complementar