- CONTAMINACIÓN
- CONTAMINACIÓN ORGÁNICA E INORGÁNICA
- BIORREMEDIACIÓN
- ENFOQUE DE LA BIORREMEDIACIÓN
- TECNOLOGIA DE LA BIORREMEDIACIÓN
- TRATAMIENTO DE RESIDUOS SOLIDOS VERTEDEROS
- BIORREMEDIACIÓN DE ECOSISTEMAS
- BIORREMEDIACIÓN DE CONTAMINACIÓN PETROLERA MARINA
- FITORREMEDIACIÓN
- USOS DE LOS MICROORGANISMOS ALTERADOS EN LA BIORREMEDIACIÓN
- BIOELIMINCIÓN DE MATERIALES
- TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES PELIGROSAS
1.-CONTAMINACIÓN
¿QUE ES LA
CONTAMINACION AMBIENTAL?
Se denomina
contaminación ambiental a la presencia en el ambiente de cualquier agente
(físico, químico o biológico) o bien de una combinación de varios agentes en
lugares, formas y concentraciones tales que sean o puedan ser nocivos para la
salud, la seguridad o para el bienestar de la población, o bien, que puedan ser
perjudiciales para la vida vegetal o animal, o impidan el uso normal de las
propiedades y lugares de recreación y goce de los mismos. La contaminación
ambiental es también la incorporación a los cuerpos receptores de sustancias
sólidas, liquidas o gaseosas, o mezclas de ellas, siempre que alteren
desfavorablemente las condiciones naturales del mismo, o que puedan afectar la
salud, la higiene o el bienestar del público.
A medida que aumenta el poder del hombre sobre la naturaleza y aparecen nuevas necesidades como consecuencia de la vida en sociedad, el medio ambiente que lo rodea se deteriora cada vez más. El comportamiento social del hombre, que lo condujo a comunicarse por medio del lenguaje, que posteriormente formó la cultura humana, le permitió diferenciarse de los demás seres vivos. Pero mientras ellos se adaptan al medio ambiente para sobrevivir, el hombre adapta y modifica ese mismo medio según sus necesidades.
A medida que aumenta el poder del hombre sobre la naturaleza y aparecen nuevas necesidades como consecuencia de la vida en sociedad, el medio ambiente que lo rodea se deteriora cada vez más. El comportamiento social del hombre, que lo condujo a comunicarse por medio del lenguaje, que posteriormente formó la cultura humana, le permitió diferenciarse de los demás seres vivos. Pero mientras ellos se adaptan al medio ambiente para sobrevivir, el hombre adapta y modifica ese mismo medio según sus necesidades.
El progreso tecnológico, por una parte y el acelerado crecimiento demográfico,
por la otra, producen la alteración del medio, llegando en algunos casos a
atentar contra el equilibrio biológico de la Tierra. No es que exista una
incompatibilidad absoluta entre el desarrollo tecnológico, el avance de la
civilización y el mantenimiento del equilibrio ecológico, pero es importante
que el hombre sepa armonizarlos. Para ello es necesario que proteja los recursos
renovables y no renovables y que tome conciencia de que el saneamiento del
ambiente es fundamental para la vida sobre el planeta
La contaminación es uno de los problemas ambientales más importantes que
afectan a nuestro mundo y surge cuando se produce un desequilibrio, como
resultado de la adición de cualquier sustancia al medio ambiente, en cantidad
tal, que cause efectos adversos en el hombre, en los animales, vegetales o
materiales expuestos a dosis que sobrepasen los niveles aceptables en la naturaleza.
La contaminación
puede surgir a partir de ciertas manifestaciones de la naturaleza (fuentes
naturales) o bien debido a los diferentes procesos productivos del hombre
(fuentes antropogénicas) que conforman las actividades de la vida diaria.
Las fuentes que generan contaminación de origen antropogénico más importantes
son: industriales (frigoríficos, mataderos y curtiembres, actividad minera y
petrolera), comerciales (envolturas y empaques), agrícolas (agroquímicos),
domiciliarias (envases, pañales, restos de jardinería) y fuentes móviles (gases
de combustión de vehículos). Como fuente de emisión se entiende el origen
físico o geográfico donde se produce una liberación contaminante al ambiente,
ya sea al aire, al agua o al suelo. Tradicionalmente el medio ambiente se ha
dividido, para su estudio y su interpretación, en esos tres componentes que
son: aire, agua y suelo; sin embargo, esta división es meramente teórica, ya
que la mayoría de los contaminantes interactúan con más de uno de los elementos
del ambiente.
TIPOS DE
CONTAMINACION AMBIENTAL
Contaminación del agua: es la incorporación al agua de materias extrañas, como microorganismos, productos químicos, residuos industriales, y de otros tipos o aguas residuales. Estas materias deterioran la calidad del agua y la hacen inútil para los usos pretendidos.
Contaminación del suelo: es la incorporación al suelo de materias extrañas, como basura, desechos tóxicos, productos químicos, y desechos industriales. La contaminación del suelo produce un desequilibrio físico, químico y biológico que afecta negativamente las plantas, animales y humanos.
Contaminación del aire: es la adición dañina a la atmósfera de
gases tóxicos, CO, u otros que afectan el normal desarrollo de plantas,
animales y que afectan negativamente la salud de los humanos.
La contaminación
es la alteración nociva del estado natural de un medio como consecuencia de la
introducción de un agente totalmente ajeno a ese medio (contaminante), causando
inestabilidad, desorden, daño o malestar en un ecosistema, en un medio físico o en un ser vivo. El contaminante puede ser una sustancia química, energía (como sonido, calor,
o luz), o incluso genes. A veces el contaminante es una sustancia
extraña, o una forma de energía, y otras veces una sustancia natural.
Es siempre una
alteración negativa del estado natural del medio, y por lo general, se genera como
consecuencia de la actividad humana considerándose una forma de impacto ambiental.
La contaminación
puede clasificarse según el tipo de fuente de donde proviene, o por la forma de
contaminante que emite o medio que contamina. Existen muchos agentes
contaminantes, entre ellos las sustancias químicas (como plaguicidas, cianuro,
herbicidas y otros.), los residuos urbanos, el petróleo, o las radiaciones
ionizantes. Todos estos pueden producir enfermedades, daños en los ecosistemas o el medioambiente. Además
existen muchos contaminantes gaseosos que juegan un importante papel en
diferentes fenómenos atmosféricos, como la generación de lluvia ácida, el
debilitamiento de la capa de ozono, el calentamiento global y en general, en el
cambio climático.
Hay muchas
formas de combatir la contaminación, y legislaciones internacionales que
regulan las emisiones contaminantes de los países que adhieren estas políticas.
La contaminación esta generalmente ligada al desarrollo económico y social.
Actualmente muchas organizaciones internacionales como la ONU ubican al desarrollo sostenible como
una de las formas de proteger al medioambiente
para las actuales y futuras generaciones.
2.-CONTAMINACIÓN
ORGÁNICA E INORGÁNICA
CONMINACION ORGÁNICA
CONTAMINACION INORGÁNICA
La contaminación
orgánica suele expresarse como demanda biológica de oxígeno (DBO), este
parámetro mide la cantidad de materia susceptible de ser consumida u oxidada
por medios biológicos que contiene una muestra líquida (materia orgánica
biodegradable). La DBO5 es la cantidad de oxígeno disuelto que se requiere para
la descomposición de la materia orgánica por los microorganismos transcurridos
5 días y se expresa en mg de O2/litro.
El indicador muestra el porcentaje de estaciones de control en ríos cuyo valor
medio de DBO5 se encuentra en cada uno de los rangos de concentración que se
muestran.
En mi último
escrito analizaba algunos conceptos sobre el tema de la calidad del suelo, eran
solo aproximaciones para engarzar con la mala utilización del territorio que
encontramos en muchos puntos de nuestro entorno, pero como el tema ya lo esta
tratando Juanjo y además extensamente, volveré sobre la contaminación de suelos
y hablaremos un poco sobre la contaminación de origen orgánico.
La acumulación
de compuestos orgánicos, mayoritariamente de origen sintético, como plásticos,
lubricantes, aceites, disolventes y fitosanitarios, es otro de los graves
problemas que presentan los suelos. Los vertidos accidentales o planificados en
las proximidades de las ciudades facilitan la incorporación de estos compuestos
a nuestro organismo.
Muchos de los
productos utilizados son relativamente inertes, sin embargo, otros pueden
llegar a ser muy perjudiciales para la salud humana, aún encontrándose en
cantidades muy pequeñas. Las propiedades moleculares, en especial, su
estructura electrónica, su coeficiente de solubilidad y su disponibilidad para
volatilizarse, son de gran importancia para definir su comportamiento. Así por
ejemplo, la facilidad de las moléculas a ionizarse, es la principal razón por
la cual muchas de las interacciones que se establecen entre los compuestos
orgánicos tóxicos y el suelo son pH-dependientes. Por otro lado, para los
compuestos que no se ionizan, son las propiedades hidrofílicas quienes regulan
los procesos de adsorción.
Existen
numerosas sustancias que son potenciales contaminantes, por si mismas, o como
resultado de transformaciones químicas o biológicas. Desde los años 40, cuando
el DDT irrumpió en los mercados, hoy prohibido en Europa y EEUU, a los
posteriores organoclorados, o carbamatos, constituyen una gama de productos
que, si bien, resultaron muy eficaces en los tratamientos agrícolas, tuvieron
consecuencias graves para la salud de los ecosistemas y del hombre. En la
actualidad mas de 600 compuestos orgánicos, con aproximadamente 50.000
formulaciones son usados en todo el mundo, para el control de diferentes
plagas. Europa utiliza anualmente cantidades que están entorno a 350 millones
de kg. de pesticidas.
Esta cantidad
tan elevada de plaguicidas tiene una relación directa con el aumento de
enfermedades. No hay actualmente estudios comparados de los diferentes orígenes
de patologías relacionadas con actividades agrarias, pero según datos de la
OMS, anualmente hay dos millones de personas afectadas por exposición directa o
indirecta con plaguicidas. La inhalación, la ingestión o el contacto con la
piel, son las vías de penetración.
Dependiendo de
la concentración, del tiempo de exposición, y del tipo de contaminante los
efectos varían. Vómitos, diarreas, cefaleas, somnolencia, están asociados a la
ingestión de dosis únicas con altas concentraciones. Cánceres, leucemias,
necrosis de hígado, se deben a exposiciones repetidas. Los síntomas aparecen
con el tiempo, dado que los pesticidas son sustancias de biotransformaciones
lentas que provocan efectos acumulativos en los organismos.
Otros efectos
que en la actualidad se están investigando son los relacionados con la
homeostasis endocrina. Se ha acuñado el término disruptor endocrino, para
definir a cualquier sustancia química, contamínate ambiental que, una vez
incorporado al organismo altera el sistema hormonal con graves consecuencias
para la salud del individuo o de su descendencia. Estas disfunciones se
analizan en pacientes de alto riesgo, entre los que destacan los trabajadores
de áreas con agricultura intensiva donde se prodiga el uso de pesticidas y en
individuos que ocupan zonas circundantes.
A pesar de todo
esto no hay que asustarse, los suelos son sistemas que aguantan bien la
contaminación, su carácter tampón y su capacidad de retención, les hace ser
buenos amortiguadores.
RESIDUOS ORGÁNICOS E INORGÁNICOS
Para generalizar, podemos decir que los residuos domiciliarios se dividen en orgánicos y no-orgánicos o inorgánicos.
Residuos
orgánicos: son biodegradables (se descomponen naturalmente). Son aquellos que
tienen la característica de poder desintegrarse o degradarse rápidamente,
transformándose en otro tipo de materia orgánica. Ejemplo: los restos de
comida, frutas y verduras, sus cáscaras, carne, huevos.
Residuos no orgánicos (o inorgánicos): son los que por sus características químicas sufren una descomposición natural muy lenta. Muchos de ellos son de origen natural poer no son biodegradables, por ejemplo los envases de plástico. Generalmente se reciclan a través de métodos artificiales y mecánicos, como las latas, vidrios, plásticos, gomas. En muchos casos es imposible su transformación o reciclaje; esto ocurre con el telgopor, que seguirá presente en el planeta dentro de 500 años. Otros, como las plias, son peligrosos y contaminantes.
Residuos no orgánicos (o inorgánicos): son los que por sus características químicas sufren una descomposición natural muy lenta. Muchos de ellos son de origen natural poer no son biodegradables, por ejemplo los envases de plástico. Generalmente se reciclan a través de métodos artificiales y mecánicos, como las latas, vidrios, plásticos, gomas. En muchos casos es imposible su transformación o reciclaje; esto ocurre con el telgopor, que seguirá presente en el planeta dentro de 500 años. Otros, como las plias, son peligrosos y contaminantes.
RECICLAJE DE RESIDUOS ORGÁNICOS DOMICILIARIOS
¿Por qué
reciclar?
Porque
haciéndolo nos sentimos responsables de nuestros actos como consumidores y
ejecutamos un acto de amor hacia nuestro planeta.
¿Para qué
reciclar?
Para contribuir
a mantener nuestro pueblo más limpio y una calidad de vida digna de sus
habitantes.
Primero debemos
tener en cuenta que para poder aprovechar nuestros residuos tendremos que
separarlos usando un recipiente para los orgánicos y otro para los inorgánicos.
Los residuos orgánicos que generamos en nuestro domicilio son una fuente de
nutrientes muy buena para enriquecer el suelo. Tanto si tenemos una huerta como
un jardín, vivamos en el campo o en la ciudad, podemos utilizar estos residuos
como abono que se puede obtener a través de un lombricario o de un cajón de
compost.
¿Y los residuos
inorgánicos?
En general,
nuestros residuos inorgánicos domiciliarios están compuestos por: papel y
cartón, plásticos, metales, elementos de control sanitario (pañales, toallas
higiénicas, algodones, etc), vidrios, y otros (madera, trapos, cuero, goma,
pilas).
Como consumidores responsables, podemos reducir la cantidad de residuos
domiciliarios mediante dos sencillas acciones:
·
Evitando
comprar artículos innecesarios.
·
Evitando
la compra de artículos que tengan muchos envoltorios y envases desechables o no
reutilizables (bandejas de telgopor, bolsas plásticas, etc.)
·
Cuando
vayamos de compras al almacén o al supermercado, podemos hacernos las
siguientes preguntas: ¿realmente necesito este artículo? ¿Puedo comprar elmismo
artículo sin tanto envoltorio? ¿Qué utilidad puedo dar al envase que lo
contiene?...
Este sencillo ejercicio nos hace más concientes y responsables como consumidores.
Este sencillo ejercicio nos hace más concientes y responsables como consumidores.
REUTILIZACIÓN
Y RECICLADO
Hay otra acción que se puede llevar a cabo tanto en los hogares como en las escuelas, y consiste en clasificar los residuos orgánicos para ver cómo se puede manejar cada uno de ellos por separado. Para ello necesitamos 5 cajas de cartón de aproximadamente 30 cm por 40 cm de base por 30 cm de alto, cada una para un tipo de residuo, divididas de la siguiente forma:
1. Papel y
cartón: hay que disponerlos planos porque arrugados ocupan más espacio; las
cajas se pueden desarmar y aplanar.
2. Plásticos: los envases se pueden cortar para colocarlos uno dentro del otro y ahorrar espacio; las bolsas se pueden aplanar y doblar.
3. Metales: para depositar las latas limpias de hojalata o aluminio y los objetos de metal.
4. Vidrios: colocamos los recipientes limpios y ordenados, sin romperlos.
5. Varios: pilas, maderas, trapos, cuero, goma, etc.
2. Plásticos: los envases se pueden cortar para colocarlos uno dentro del otro y ahorrar espacio; las bolsas se pueden aplanar y doblar.
3. Metales: para depositar las latas limpias de hojalata o aluminio y los objetos de metal.
4. Vidrios: colocamos los recipientes limpios y ordenados, sin romperlos.
5. Varios: pilas, maderas, trapos, cuero, goma, etc.
De esta manera
podemos lograr diversos objetivos:
Reconocer los
residuos que generamos, su calidad y cantidad.
Manejar los
residuos inorgánicos tras su adecuada separación.
Darnos cuenta
qué artículos son innecesarios y cuáles nos pueden ser útiles y reciclables.
Contribuir con
la labor de selección que se realiza en los basureros municipales.
Los residuos
cuando se hallan por separado, están limpios y son fáciles de manejar, no generan
contaminación. Lo que contamina es la mezcla de los desperdicios cuando se los
coloca en un solo lugar, por ejemplo en una sola bolsa.
Al haber materia orgánica (cáscaras, yerba, restos de comida) mezclada con materia inorgánica (plásticos, pañales, etc.) se produce la muerte de los organismos vivos y comienza a crearse la contaminación, las enfermedades y el mal olor.
Por lo tanto, si reducimos la cantidad y clasificamos, podremos manejar desde nuestro hogar los residuos inorgánicos, contribuyendo así a evitar la contaminación.
Al haber materia orgánica (cáscaras, yerba, restos de comida) mezclada con materia inorgánica (plásticos, pañales, etc.) se produce la muerte de los organismos vivos y comienza a crearse la contaminación, las enfermedades y el mal olor.
Por lo tanto, si reducimos la cantidad y clasificamos, podremos manejar desde nuestro hogar los residuos inorgánicos, contribuyendo así a evitar la contaminación.
3.-BIOREMEDIACION:
Se define como biorremediación
a 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. Un ejemplo
de un tratamiento más generalizado es el de la limpieza de derrames de petróleo
por medio de la adición de fertilizantes con nitratos
o sulfatos para estimular la reproducción de
bacterias nativas o exógenas (introducidas) y de esta forma facilitar la
descomposición del petróleo crudo.
Los procesos
naturales de biorremediación y fitorremediación (remediación por plantas) se
han usado desde hace siglos; tal es el caso de la desalinización de terrenos
agrícolas por la acción de plantas capaces de extraer las sales. La
biorremediación usando microorganismos fue inventada por el científico
norteamericano George M. Robinson. Éste trabajó como ingeniero petrolero
asistente de la compañía Santa María de California en la década de 1960 y se dedicó
a experimentar con una serie de microbios
en frascos contaminados de petróleo.
Se puede
clasificar a la biorremediación como in situ o ex situ.
La primera consiste en tratar el material contaminado en el lugar en que se
encuentra sin trasladarlo a otra parte. Algunos ejemplos de estas tecnologías
consisten en operaciones de compostaje,
la ventilación biológica, la utilización de biorreactores, la filtración por raíces o
la estimulación biológica.
En los procesos
ex situ el material contaminado es trasladado a otro lugar para realizar o
completar su descontaminación.
No todos los
contaminantes son fáciles de biorremediar por medio de microorganismos. Por
ejemplo, los metales pesados como el cadmio
y el plomo y el mercurio no son absorbidos
o capturados por estos organismos. La incorporación de algunos de estos metales
dentro de la cadena alimentaria (bioacumulación)
agrava el problema. Se puede usar la remediación por medio de plantas o
fitorremediación. Es muy útil en estos casos porque es posible usar plantas transgénicas
que concentren estas toxinas en sus partes aéreas (sobre la tierra), las cuales
pueden ser cosechadas y eliminadas.
Los metales pesados obtenidos de esta cosecha pueden ser concentrados aún más
por incineración para ser desechados o bien reciclados para usos industriales.
La eliminación
de una gran variedad de contaminantes del medio ambiente requiere un
conocimiento creciente de la relativa importancia de sus ciclos químicos y
redes de regulación del ciclo del
carbono en diversos ambientes y para cada compuesto en particular.
Con seguridad que esta tecnología se desarrollará aún más en el futuro.
El uso de la
ingeniería genética para crear organismos específicamente diseñados para la
biorremediación tiene gran potencial.
La bacteria Deinococcus
radiodurans (el organismo más resistente a la radiación que se
conozca) ha sido modificado para que pueda consumir el tolueno y los iones de mercurio de
desperdicio nuclear altamente radioactivo.
BIORREMEDIACIÓN
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.
La biodepuración de agua y suelos contaminados ocurre de forma natural en los ecosistemas.
Básicamente, los procesos de biorremediación pueden clasificarse en tres tipos:
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.
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.
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.
Los sistemas blandos de depuración de agua son sistemas con un consumo energético relativamente bajo, sobre todo si se compara con los sistemas convencionales de depuración. Algunos de estos sistemas, como los pozos negros, zanjas filtrantes y los lechos filtrantes, están actualmente en desuso. Otros, como las fosas sépticas, tanques Imhoff, filtros percoladores , biodiscos y biocilindros, lechos de turba y filtros de arena, se utilizan fundamentalmente para núcleos rurales o como complemento de los convencionales sistemas de depuración.
Los sistemas blandos de depuración de agua son sistemas con un consumo energético relativamente bajo, sobre todo si se compara con los sistemas convencionales de depuración. Algunos de estos sistemas, como los pozos negros, zanjas filtrantes y los lechos filtrantes, están actualmente en desuso. Otros, como las fosas sépticas, tanques Imhoff, filtros percoladores , biodiscos y biocilindros, lechos de turba y filtros de arena, se utilizan fundamentalmente para núcleos rurales o como complemento de los convencionales sistemas de depuración.
Dentro de estos sistemas blandos de depuración se enmarcan los llamados
“fitosistemas”. Entre estos sistemas están los lagunajes (algas y bacterias
suspendidas en el agua), los filtros verdes con diferentes especies herbáceas o
leñosas, y los humedales artificiales. Este trabajo de investigación se centra
en el empleo de la biorremediación como una técnica de la biotecnología
ambiental para la reducción o eliminación de contaminantes.
4.-ENFOQUE DE LA BIORREMEDIACION
La biorremediación, proceso que utiliza las habilidades
catalíticas de los organismos vivos para degradar y transformar contaminantes
tanto en ecosistemas terrestres como acuáticos, presenta un enorme potencial en
la mitigación de la contaminación ambiental. La biorremediación se ha centrado
en la explotación de la diversidad genética y versatilidad metabólica que
caracteriza a las bacterias para transformar contaminantes en productos inocuos
o, en su defecto, menos tóxicos, que pueden entonces integrarse en los ciclos biogeoquímicos
naturales. No obstante, existen casos aislados de utilización de otros tipos de
organismos como, por ejemplo, los hongos y, más recientemente, las plantas (la
llamada "fitorremediación" es un campo altamente prometedor).
Tradicionalmente,
el campo de la biorremediación ha estado dominado por un enfoque característico
de trabajos de ingeniería. En este enfoque subyace una filosofía más preocupada
por cuestiones tales como el estudio de equilibrios de masa y ecuaciones
aplicadas al funcionamiento de reactores de tanque agitado, entre otros, que
por los principios ecológicos que gobiernan los procesos naturales de selección
natural, idoneidad y adaptación a los nichos ecológicos, especificidad, y
diversidad biológica, entre otros. Estos procesos, en último término, son los
responsables de que una bacteria degrade un contaminante, ya sea para
utilizarlo como sustrato de crecimiento (con el consiguiente beneficio
energético que ello conlleva para el microorganismo) o, simplemente, para
transformarlo en una sustancia inocua o menos tóxica mediante un mecanismo de
destoxificación.
Por suerte o por
desgracia, la naturaleza no es un reactor de tanque agitado y olvidar este
hecho ha llevado a desafortunados fracasos al intentar aplicar modelos
predictivos elaborados para dichos reactores a procesos de biorremediación in
situ de aguas y suelos contaminados. Por ejemplo, uno de los tratamientos
más habituales que se realizan cuando se aborda la biorremediación de una zona
contaminada es la introducción de una cepa o población microbiana que posea las
rutas degradativas necesarias para metabolizar el contaminante a eliminar. El
éxito de estas inoculaciones depende no sólamente de factores abióticos como el
pH, temperatura, potencial de reducción y la disponibilidad de agua y
nutrientes, sino también de factores bióticos tales como la competencia
microbiana, amensalismo, parasitismo y depredación que pueden limitar el
crecimiento y desarrollo de las poblaciones inoculadas.
Debemos combinar
el enfoque tradicional proveniente del campo de la ingeniería con un
planteamiento más ecológico, que reconozca desde el comienzo que la naturaleza
es heterogénea y que se apoye en los principios que rigen el comportamiento de
poblaciones bacterianas naturales (la ecología microbiana ha experimentado
avances espectaculares en los últimos años). De esta manera, el campo de la
biorremediación sufriría un cambio drástico pero, a su vez, muy beneficioso,
pues supondría un avance de gran magnitud en el conocimiento de los procesos microbianos
de degradación de contaminantes y su aplicación con fines ambientales.
Si en una zona
contaminada determinada, existen las condiciones necesarias para que pueda
darse el proceso de selección natural, podemos esperar resultados muy
positivos, en relación a la desaparición de contaminantes como consecuencia de
la actividad descomponedora de las poblaciones microbianas. Es más, si existen
las condiciones ambientales requeridas y las rutas metabólicas necesarias, no
hay forma de detener la completa degradación de los contaminantes.
Los principios
ecológicos sugieren que deberíamos olvidarnos un poco de ecuaciones de
equilibrios de masa y de si las concentraciones locales de ciertos
contaminantes superan o no los límites legales, y concentrarnos en asegurar que
las condiciones ambientales imperantes favorecen el proceso de selección
natural, dejando una vez más que la naturaleza repare los daños causados por la
especie humana.
Las medidas
biocorrectivas o los sistemas de biorremediación consisten principalmente en el
uso de los 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.
BIODEGRADACION
Se refiere al
proceso natural mediante el cual bacterias u otros microorganismos alteran y
convierten moléculas orgánicas en otras sustancias, como ácidos grasos y CO2.
BIORREMEDIACIÓN
Se refiere a la adición de materiales a
ambientes contaminados para producir una aceleración del proceso natural de
biodegradación.
Estas
degradaciones o cambios ocurren usualmente en la naturaleza (por lo cual el
proceso se denomina "atenuación natural"), sin embargo la velocidad
de tales cambios es baja. Mediante una adecuada manipulación, sistemas
biológicos pueden ser optimizados para aumentar la velocidad de cambio o
degradación y así usarlos en sitios con una elevada concentración de
contaminantes. En general, las manipulaciones involucran producción e
inmovilización de enzimas en determinados soportes y cambios genéticos a
algunas cepas bacterianas.
Diversos
contaminantes pueden ser eliminados por biorremediación: pesticidas,
herbicidas, petróleo y sus hidrocarburos derivados, gasolina y metales pesados,
entre otros, lo cual demuestra la validez de esta técnica para proteger el
medio ambiente y reducir el uso de sustancias tóxicas.
5.-TECNOLOGIA DE LA
BIORREMEDIACION
La tecnología de
Biorremediación con Compostaje se fundamenta en la estimulación de la actividad
biodegradadora de las poblaciones microbianas presentes en un suelo
contaminado, mediante la adición de un compost, diseñado “a medida” según las
características y requerimientos de cada suelo contaminado a tratar y enriquecido
en poblaciones microbianas degradadoras de los contaminantes presentes en dicho
suelo. Los microorganismos degradadores presentes en suelos altamente
contaminados suelen desarrollar mecanismos reguladores genéticos que responden
a la presencia o ausencia de determinados compuestos contaminantes, teniendo
muchos de ellos la capacidad de utilizar los propios contaminantes como fuente
de carbono. Sin embargo, los suelos contaminados suelen tener una actividad
microbiana baja, básicamente debido a la falta de condiciones ambientales
favorables, como la baja concentración de materia orgánica, oxígeno, nitrógeno
y/o fósforo, etc. Así, la adición, durante el proceso de tratamiento on-site de
los suelos contaminados, de composts diseñados “a medida”, enriquecidos en
poblaciones microbianas biodegradadoras y con un alto porcentaje de materia
orgánica biodegradable, provocará un aumento de la capacidad biorremediadora
intrínseca de cada suelo contaminado, acelerando así el proceso de recuperación
del emplazamiento.
La principal
innovación del proyecto BIOSOIL consiste en la utilización de un compost
específicamente diseñado “a medida” según los requerimientos de cada uno de los
emplazamientos contaminados a tratar. La formulación cada compost se
determinará en base a los requerimientos nutricionales y ambientales de los
microorganismos degradadores presentes en cada suelo contaminado. El principal
factor diferenciador en la obtención de este compost se basa en la adición, de
forma controlada durante el proceso de compostaje, de porciones del propio
suelo contaminado. Al final del proceso de compostaje, se obtiene un material
compostado, enriquecido en poblaciones microbianas degradadoras presentes en el
suelo, las cuales serán capaces de degradar los contaminantes, una vez que el
compost maduro sea añadido al suelo contaminado para ser tratado.
La mejora de la
actividad degradadora de microorganismos indígenas presenta una ventaja
fundamental para la eficacia de la tecnología de Biorremediación con
Compostaje, ya que se evita uno de los principales problemas de otras
tecnologías de biorremediación. Otras tecnologías de remediación están basadas
en la inoculación de microorganismos exógenos, siendo extremadamente
dificultosa la adaptabilidad de estos microorganismos a un medio tan hostil
como es un suelo contaminado. Además, estos microorganismos exógenos deben
competir por los escasos recursos con los microorganismos autóctonos,
perfectamente adaptados a las condiciones ambientales de un suelo contaminado.
Otras ventajas, en comparación con otros procesos de biorremediación son:
Consigue niveles
finales de descontaminación más altos, debido a la presencia de un inóculo
bioaumentado de microorganismos degradadores en el compost, acelerando, así, el
proceso de remediación.
El tratamiento
tiene una duración menor, comparado con otros procesos de remediación.
Es una
tecnología versátil, puesto que se desarrolla “a medida” según los
requerimientos específicos de cada emplazamiento.
Necesita menores
requerimientos de manipulación y mantenimiento, lo que reduce los costes de
tratamiento.
Los resultados y
la experiencia necesaria para el desarrollo técnico y la elaboración de los
estudios de viabilidad del presente proyecto se basan en los conocimientos y
conclusiones obtenidas por el equipo de trabajo mediante el desarrollo de
proyectos de I+D+i previos apoyados por el Ministerio de Ciencia y Tecnología
(Programa PROFIT), el Centro para el Desarrollo Tecnológico Industrial (CDTI) y
la Sociedad para la Promoción y Reconversión Industrial (SPRI).
El uso de la
ingeniería genética para crear organismos específicamente diseñados para la
biorremediación tiene gran potencial.[3]
La bacteria Deinococcus
radiodurans (el organismo más resistente a la radiación que se
conozca) ha sido modificado para que pueda consumir el tolueno y los iones de mercurio de
desperdicio nuclear altamente radioactivo.[4]
De esta
intrínseca capacidad de la naturaleza para superar algunos desequilibrios en el
ecosistema, surge la biorremediación, como una tecnología que usa un elemento
biológico, en la mayoría de los casos microorganismos, para eliminar contaminantes
de un lugar, sea este suelo, sedimento, fango o mar. Esta tecnología se ha
transformado en la colaboradora directa de la naturaleza, que no siempre es
capaz de superar por sí sola grandes desequilibrios. La biorremediación le da
una ayuda al medio ambiente en la mejora de los ecosistemas dañados, acelerando
dichos procesos naturales. Lo que hacen los microorganismos es degradar los
desechos en productos menos tóxicos, además de concentrar e inmovilizar
sustancias tóxicas, metales pesados; minimizar desechos industriales y
rehabilitar áreas afectadas con diversos contaminantes.
6.-TRATAMIENTO DE RESIDUOS SOLIDOS
VERTEDEROS
Las operaciones
en vertederos implica enterrar los desechos fuera de las zonas habitadas por el
ser humano. Y esto sigue siendo una práctica común en la mayoría de los países.
Los vertederos a menudo se establecieron en lugares abandonados o no utilizados
como viejas canteras o minas. Adecuadamente diseñados y bien administrados los
vertederos pueden ser un sistema relativamente barato e higiénico de eliminar
materiales de desecho. Los vertederos viejos, mal diseñados o mal gestionados
pueden crear una serie de efectos ambientales adversos, como el viento, la
basura, la atracción de parásitos, y la generación de líquidos lixiviados. Otro
subproducto de los vertederos es el gas (en su mayoría compuesto de metano y
dióxido de carbono), que se produce como residuo orgánico. Este gas puede crear
problemas de olor, mata a la vegetación de la superficie y es un gas de efecto
invernadero.
Un vertedero de compactación de contenedores cumple las características de un modelo moderno y sanitario incluyendo la aplicación de métodos para contener los lixiviados, tales como arcilla o material de revestimiento de plástico.
Un vertedero de compactación de contenedores cumple las características de un modelo moderno y sanitario incluyendo la aplicación de métodos para contener los lixiviados, tales como arcilla o material de revestimiento de plástico.
Los desechos depositados,
normalmente son compactados para aumentar su densidad y su estabilidad, y una
vez cubiertos para evitar la atracción de parásitos (como ratones o ratas).
Muchos vertederos también se han dedicado a la extracción de gas instalando
extractores del gas del vertedero. El gas es bombeado fuera del vertedero
utilizando tubos perforados y quemado en un motor de gas para generar
electricidad.
INCINERACIÓN DE
DESECHOS SÓLIDOS
La incineración es un método de eliminación que supone la combustión de los materiales de desecho. Las instalaciones de incineración y otros tipos de sistemas de tratamiento son a veces descritos como "tratamientos térmicos". Las Incineradoras convierten los desechos en calor, gas, vapor y ceniza.
Las instalaciones de incineración se llevan a cabo tanto a pequeña escala por parte de personas como a gran escala por parte de las industrias. Se utilizan para eliminar desechos sólidos, desechos líquidos y gaseosos . Es reconocido como un método práctico para la eliminación de determinados residuos peligrosos (biológicos, tales como desechos médicos). La incineración es un método polémico para la eliminación de desechos, debido a cuestiones tales como la emisión de gases contaminantes.
La incineración es común en países como Japón, donde la tierra es más escasa, ya que estas instalaciones en general, no requieren de mucho espacio como los vertederos. la energía obtenida de los residuos es aplicada para las propias instalaciones que queman los residuos en un horno o caldera para generar calor, vapor y / o electricidad.
La combustión en
un incinerador no siempre es perfecto y ha habido preocupaciones acerca de los
micro-contaminantes de las emisiones de gases. La mayor preocupación se ha
centrado en algunos desechos orgánicos persistentes como las dioxinas que
pueden ser creados dentro del incinerador y que pueden tener graves
consecuencias para el medio ambiente en el área inmediatamente cercana a la
incineradora. Por otra parte, este método produce calor que puede ser utilizado
como energía.
RECICLAJE DE
DESECHOS SÓLIDOS
El proceso de extracción de recursos o el valor de los desechos es lo que suele denominarse el reciclaje, en el sentido de recuperar o reutilizar el material. Hay una serie de diferentes métodos por los cuales el material de desecho se recicla: las materias primas se pueden extraer y reutilizarse, el contenido calorífico de los residuos puede ser convertido en electricidad.
En la mayoría de los países desarrollados se almacenan los materiales para la generalización y reutilización de materiales de la vida cotidiana, tales como los cascos vacíos de las bebidas. Estos se recogen y clasifican en diferentes tipos de material, de modo que las materias primas pueden ser reutilizadas en nuevos productos. El material para el reciclaje pueden ser recogidos por separado a partir de los desechos utilizando los contenedores apropiados y los vehículos de recogida.
COMPOSTAJE DE
DESECHOS SÓLIDOS
Las materias que son de naturaleza orgánica, tales como el material vegetal, trozos de alimentos, y productos de papel, pueden ser reciclados mediante el compostaje. Mediante procesos biológicos de digestión se descomponen en materia orgánica. Este material orgánico resultante es reciclado posteriormente como mantillo o compost y destinado para la agricultura o la jardinería. Además, los residuos gaseosos obtenidos del proceso (como el metano) pueden ser capturados y utilizados para la generación de electricidad.
Existe una gran variedad de compostaje y de métodos de digestión , así como diversas tecnologías a escala industrial. Los métodos de descomposición biológica se dividen en dos tipos: aeróbico y anaeróbico. Aunque una mezcla entre los dos métodos también existe.
PREVENCIÓN Y REDUCCIÓN DE DESECHOS
Un método
importante para la gestión de los desechos es la prevención de los materiales
de desecho que se están creando, también conocido como la reducción de los
residuos. Son métodos para tratar de incluir en la producción la reutilización
de productos de segunda mano, así como la reparación de artículos rotos y
animar a los consumidores a evitar el uso de productos desechables.
EDUCACIÓN Y SENSIBILIZACIÓN
La educación y
la sensibilización en el ámbito de los residuos y la gestión de los desechos es
cada vez más importante desde una perspectiva global de la gestión de los
recursos.
Son muchos los
factores que la gente debe conocer:
La contaminación
del aire, la acumulación y la distribución de desechos tóxicos, la destrucción
y el agotamiento de los bosques, del suelo y del agua, el agotamiento de la
capa de ozono y la emisión de gases que ponen en peligro la supervivencia de
los seres humanos y miles de otros que viven especies, la integridad de la
tierra y su biodiversidad, la seguridad de las naciones, y el patrimonio de las
generaciones futuras.
Varias
universidades han puesto en práctica programas educación para la correcta
gestión de los residuos. Es importante que las nuevas generaciones crezcan con
una correcta conciencia ecológica que en definitiva repercutirá en nosotros
mismos antes o temprano.
7.-BIORREMEDIACION DE ECOSISTEMAS
BIORREMEDIACIÓN
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.
La biodepuración
de agua y suelos contaminados ocurre de forma natural en los ecosistemas.
Básicamente, los procesos de biorremediación pueden clasificarse en tres tipos:
Remediación microbiana
Básicamente, los procesos de biorremediación pueden clasificarse en tres tipos:
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.
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.
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.
Los sistemas blandos de depuración de agua son sistemas con un consumo energético relativamente bajo, sobre todo si se compara con los sistemas convencionales de depuración. Algunos de estos sistemas, como los pozos negros, zanjas filtrantes y los lechos filtrantes, están actualmente en desuso. Otros, como las fosas sépticas, tanques Imhoff, filtros percoladores , biodiscos y biocilindros, lechos de turba y filtros de arena, se utilizan fundamentalmente para núcleos rurales o como complemento de los convencionales sistemas de depuración.
Los sistemas blandos de depuración de agua son sistemas con un consumo energético relativamente bajo, sobre todo si se compara con los sistemas convencionales de depuración. Algunos de estos sistemas, como los pozos negros, zanjas filtrantes y los lechos filtrantes, están actualmente en desuso. Otros, como las fosas sépticas, tanques Imhoff, filtros percoladores , biodiscos y biocilindros, lechos de turba y filtros de arena, se utilizan fundamentalmente para núcleos rurales o como complemento de los convencionales sistemas de depuración.
Dentro de estos sistemas blandos de depuración se enmarcan los llamados
“fitosistemas”. Entre estos sistemas están los lagunajes (algas y bacterias
suspendidas en el agua), los filtros verdes con diferentes especies herbáceas o
leñosas, y los humedales artificiales. Este trabajo de investigación se centra
en el empleo de la biorremediación como una técnica de la biotecnología
ambiental para la reducción o eliminación de contaminantes de
HUMEDALES
El Convenio de Ramsar, o Convención relativa a los Humedales de Importancia Internacional especialmente como Hábitats de Aves Acuáticas, se firmó en la ciudad de Ramsar, Irán, el 2 de febrero de 1971 y entró en vigor en el año 1975.
Este acuerdo internacional es el único de los modernos convenios en materia de medio ambiente que se centra en un ecosistema específico, los humedales, y aunque en origen su principal objetivo estaba orientado a la conservación y uso racional en relación a las aves acuáticas, actualmente reconoce la importancia de estos ecosistemas como fundamentales en la conservación global y el uso sostenible de la biodiversidad, con importantes funciones (filtro biogeoquímico, regulación de la fase continental del ciclo hidrológico, recarga de acuíferos, estabilización del clima local), valores (recursos biológicos, pesquerías, suministro de agua) y atributos (refugio de diversidad biológica, patrimonio cultural, usos tradicionales).
En su artículo 1.1 se definen como:
“Extensiones de marismas, pantanos y turberas, o superficies cubiertas de agua, sean éstas de régimen natural o artificial, permanentes o temporales, estancadas o corrientes, dulces, salobres o saladas, incluidas las extensiones de agua marina cuya profundidad en marea baja no exceda de seis metros".
Desde el punto de vista ecológico, los humedales son lugares de gran valor. Se encuentran entre los ecosistemas más productivos del mundo. Proporcionan el soporte de agua y productividad primaria de la cual dependen para su supervivencia un número incontable de especies de plantas y animales.
Su importancia radica tanto en sus grandes valores biológicos, una vegetación y una fauna especializa, como en las fundamentales funciones que desempeñan en el ciclo del agua y de la materia orgánica, soporte de redes tróficas, reciclado de nutrientes y filtro biogeoquímico.
Están constituidos por lo general, por:lámina de agua poco profunda o de una capa freática en superficie sobre suelos hidromorfos, vegetación especializada (hidrófita e hidrófila), sustrato, microorganismos, hongos, algas.
“Extensiones de marismas, pantanos y turberas, o superficies cubiertas de agua, sean éstas de régimen natural o artificial, permanentes o temporales, estancadas o corrientes, dulces, salobres o saladas, incluidas las extensiones de agua marina cuya profundidad en marea baja no exceda de seis metros".
Desde el punto de vista ecológico, los humedales son lugares de gran valor. Se encuentran entre los ecosistemas más productivos del mundo. Proporcionan el soporte de agua y productividad primaria de la cual dependen para su supervivencia un número incontable de especies de plantas y animales.
Su importancia radica tanto en sus grandes valores biológicos, una vegetación y una fauna especializa, como en las fundamentales funciones que desempeñan en el ciclo del agua y de la materia orgánica, soporte de redes tróficas, reciclado de nutrientes y filtro biogeoquímico.
Están constituidos por lo general, por:lámina de agua poco profunda o de una capa freática en superficie sobre suelos hidromorfos, vegetación especializada (hidrófita e hidrófila), sustrato, microorganismos, hongos, algas.
Los sistemas de
depuración basados en macrófitos consisten generalmente en un monocultivo o policultivo
de macrófitos, dispuestos en tanques, lagunas o zanjas poco profundas y con un
tiempo de retención superior al de los sistemas convencionales. La elección del
tipo de planta depende de su adaptabilidad al clima de la región, de su
capacidad de transporte de oxígeno de la superficie a la rizosfera, de su
tolerancia a altas concentraciones de contaminantes así como de su capacidad
para asimilarlo, de su alta presencia en la zona donde se va a instalar el
sistema, de la facilidad para recolectarlas y posterior transporte y su fácil
autogeneración (Ansola, 2003).
El tipo de flujo de humedal es uno de los aspectos más importantes que hay que decidir para su diseño, dimensionado y construcción:
El tipo de flujo de humedal es uno de los aspectos más importantes que hay que decidir para su diseño, dimensionado y construcción:
· Humedales de flujo superficial (aeróbicos),
en los que existe una lámina de agua más o menos profunda, por encima del
sustrato.
· Humedales de flujo subsuperficial
(anaeróbicos) en los cuales el agua discurre empapando el sustrato.
Algunas ventajas
de los humedales artificiales en relación con sistemas de depuración
tecnológicos son:
· bajo coste
· fácil mantenimiento
· uno de los principales intereses del empleo de los humedales artificiales como sistema de tratamiento de aguas contaminadas es la posibilidad de integrarlos en el paisaje y conseguir una buena conexión con los ecosistemas presentes en la zona.
Su principal limitación es que requiere amplias superficies de terreno.
· bajo coste
· fácil mantenimiento
· uno de los principales intereses del empleo de los humedales artificiales como sistema de tratamiento de aguas contaminadas es la posibilidad de integrarlos en el paisaje y conseguir una buena conexión con los ecosistemas presentes en la zona.
Su principal limitación es que requiere amplias superficies de terreno.
BIORREMEDIACIÓN DE AGUAS CONTAMINADAS POR
METALES PESADOS
Muchos metales desempeñan un papel específico como microelementos para el desarrollo de determinadas funciones vitales en los seres vivos. Estos metales, participan como componentes de algunas enzimas, proteínas estructurales y pigmentos, así como en el mantenimiento del balance iónico y potencial de las células.
Sin embargo, altas concentraciones de metales pesados suponen un riesgo y una
amenaza para la vida. La contaminación del agua, del suelo y del aire por
metales pesados es un problema ambiental muy importante debido fundamentalmente
a su toxicidad, persistencia, bioacumulación, y efectos sinérgicos en la biota.
El vertido incontrolado de residuos, industrias de transformación de metales o
la industria minera, son algunas de las actividades desarrolladas por el hombre
y que pueden causar la contaminación del suelo y de las aguas.
Los drenajes ácidos de minas son un problema ambiental de primer orden. Es
necesario investigar para conseguir una adecuada gestión de los mismos
reduciendo o en su caso minimizando su impacto ambiental. Se trata de aguas
que, en su mayor parte, presentan altas concentraciones de diferentes metales
pesados (Fe, Cd, As, Zn, Cu, S,…) resultado de los procesos de extracción y
tratamiento del mineral.
Además de la importancia para el tratamiento de drenajes ácidos de la minería,
las aguas residuales urbanas también contienen metales pesados. La información
acerca de la eliminación de estos metales mediante el uso de humedales
artificiales es muy limitada y se reduce a los metales más comunes, como el
cadmio, cobre, hierro níquel, plomo y zinc. (Vymazal, 2005).
El tratamiento de aguas contaminadas por metales pesados tiene como principal
objetivo la reducción o eliminación de esos contaminantes hasta un nivel en el
que no causen efectos adversos en el medio ni sobre la salud humana.
Junto a los sistemas tradicionales de tratamiento en la actualidad se investiga y trabaja en la aplicación de estrategias in situ con la finalidad de reducir costes y evitar la dispersión de contaminantes.
Junto a los sistemas tradicionales de tratamiento en la actualidad se investiga y trabaja en la aplicación de estrategias in situ con la finalidad de reducir costes y evitar la dispersión de contaminantes.
Los humedales artificiales son una de las alternativas a los sistemas
convencionales y presentan un gran potencial para el tratamiento del agua. Se
han empleado ampliamente para el tratamiento de aguas residuales urbanas. Así
mismo, se han aplicado al tratamiento pasivo de contaminación difusa incluyendo
los drenajes ácidos de minas. Su capacidad para eliminar metales de drenajes
ácidos de minas está documentada (Stoltz y Greger, 2002).
Se estima que a finales del siglo XX unos 100 humedales artificiales habían sido construidos para el tratamiento de drenajes ácidos de la minería.
Se estima que a finales del siglo XX unos 100 humedales artificiales habían sido construidos para el tratamiento de drenajes ácidos de la minería.
Sin embargo, la eficacia de estos humedales para el tratamiento de aguas con
metales pesados, y concretamente para los drenajes ácidos de minas, ha sido
variable y a menudo impredecible. Algunos investigadores incluso consideran los
humedales artificiales como una tecnología no sostenible para el tratamiento de
esta agua debido a la naturaleza no biodegradable de los contaminantes
(Kosolapov, et al, 2004).
La movilización e inmovilización de los metales en los humedales depende de
diferentes procesos que de forma independiente o interactuando entre ellos
hacen que el proceso de eliminación de metales en los humedales sea muy
complejo y no bien conocido.
Por tanto, la eliminación de metales pesados en humedales es el resultado de
diferentes procesos biogeoquímicos, que incluyen procesos aeróbicos y
anaeróbicos en la columna de agua, en la superficie de plantas vivas y en
descomposición y en el sustrato (Sobolewski, 1999). Entre ellos está la
sedimentación, floculación, absorción, precipitación, co-precipitación,
intercambio iónico, complejación, oxidación y reducción, la actividad
microbiana, y la de las plantas. El que ocurran y con que intensidad unos u
otros fenómenos depende del tipo de humedal construido, de los valores de pH,
del estado Red-Ox, de la composición del influente, de las especies vegetales
presentes y de la actividad microbiana. Hay autores para los cuales en el caso
de metales pesados la eliminación o reducción de su toxicidad se debe
principalmente a procesos microbiológicos (Groudeva; 2000).
Los microorganismos procariotas han coexistido con los metales pesados desde
los comienzos de la vida. Para ello han desarrollado diferentes adaptaciones
para poder vivir en gran variedad de ambientes con altas concentraciones de
metales. En relación con la contaminación de las aguas, contribuyen a la
formación de compuestos insolubles y/o químicamente inertes impidiendo así que
estos contaminantes pasen a contaminar otros medios. Los mecanismos implicados
en estos procesos son principalmente reacciones red-Ox, precipitación, o la
bioacumulación y bioabsorción de metales por parte de las bacterias.
A pesar de las distintas experiencias e investigaciones realizadas en los
últimos años muchos aspectos fundamentales sobre el funcionamiento de los
humedales artificiales no se conocen todavía. En particular, los mecanismos de
eliminación de los metales y las interacciones entre ellos son hoy en día un gran
desconocido.
8.- BIORREMEDIACION DE CONTAMINACION PETROLERA
MARINA
La Biorremediación se define como el uso de organismos vivos
(en este caso bacterias) para eliminar, contener o atenuar los contaminantes
ambientales peligrosos como son los derrames de petróleo en el mar y otros
ecosistemas. La Biorremediación ha demostrado ser efectiva en diferentes
ecosistemas marinos-costeros. Los estudios de campo demuestran su efectividad
para limpiar de petróleo diferentes tipos de costas como las rocosas, arenosas,
adoquinadas y en el propio mar. BIOIL-FC es un bioproducto obtenido a partir de
5 bacterias marinas hidrocarbonoclasticas el cual ha sido utilizado con
excelentes resultados en diferentes derrames de petróleo ocurridos.
INTRODUCCION
El
impacto de la actividad petrolífera en el medio ambiente se ha incrementado por
el aumento de la explotación y producción de la industria petrolera, los
vertimientos industriales, el almacenaje de combustible y el transporte de los
productos petroleros, entre otras causas. Es por ello que la contaminación con
hidrocarburos en el mar se ha triplicado en los últimos años, mientras que los
suelos dañados representan el 70 % del total de los ecosistemas impactados con
hidrocarburos.
El
proceso de biodegradación natural de los hidrocarburos del petróleo es muy
lento por lo que las investigaciones relacionadas con el desarrollo y
aplicación de técnicas eficientes para el saneamiento y recuperación de zonas
impactadas cobran cada vez mayor importancia.
En las labores para mitigar los efectos de un derrame de
hidrocarburos la primera acción a desarrollar es la recogida mecánica y la
técnica empleada depende de las características del lugar en cuestión. Estos
tratamientos sólo logran un 60% de recuperación del petróleo originalmente
derramado.
Los
tratamientos secundarios están dirigidos a favorecer los mecanismos naturales
como evaporación, fotooxidación, disolución y biodegradación, con el objetivo
de eliminar los hidrocarburos residuales.
La
biorremediación consiste en la adición de materiales a sistemas o ecosistemas
contaminados para acelerar los procesos de biodegradación natural. Es una
técnica basada en la capacidad que tienen los microorganismos de crecer a
partir de la utilización de sustancias recalcitrantes al medio ambiente
(Shmaefsky, 1999, Mack Kay, 2001). Algunos de ellos son capaces de degradar
estos compuestos hasta dióxido de carbono, sales, agua y otros productos
inocuos al medio ambiente (Advanced BioTech, 2000, Núñez, 2003). Además, es una
técnica efectiva de descontaminación, de bajo costo, que permite tratar grandes
volúmenes de contaminantes y que, a diferencia de otros procedimientos de
descontaminación, presenta un impacto ambiental mínimo.
La
biorremediación se utiliza actualmente para degradar los desechos químicos
orgánicos contenidos en el mar, suelos, manantiales, efluentes de plantas
procesadoras de alimentos y compuestos químicos y los lodos petrolizados de las
refinerías de petróleo, tanques de almacenaje, separadores de agua-petróleo,
equipamiento de limpieza y derrames accidentales de petróleo.
El
reconocimiento que el petróleo es una mezcla compleja y degradable de hidrocarburos
y el conocimiento que los microorganismos degradadores de hidrocarburos pueden
ser enriquecidos en la mayoría de los diferentes tipos de ambientes (Lee y
Levy, 1989), han contribuido grandemente al desarrollo de las tecnologías de
biorremediación del petróleo en el mar (Halmo, 1985).
La
biorremediación puede ser un proceso de aplicación de productos aplicada en las
áreas contaminadas y se define como un proceso “in situ”; mientras que las
tecnologías “ex situ” el material contaminado es tratado en áreas de manejo
destinadas a ese fin (Gruiz y Kriston, 1995; Shmaefsky, 1999).
Es
importante analizar en cada caso la necesidad real de añadir nutrientes al
medio contaminado, pues estos pueden ser a su vez una fuente de contaminación.
La efectividad del uso de poblaciones microbianas autóctonas o la adición de
poblaciones exógenas es polémica en la actualidad (Aldrett, Bonner, McDonal,
Mills, y Autenrieth, 1997). Los procesos de biorremediación se desarrollan
mediante técnicas de bioestimulación y bioaumentación.
La
técnica de bioestimulación se basa en el uso de nutrientes, sustratos o
aditivos con actividad superficial para estimular el crecimiento y desarrollo
de organismos capaces de biodegradar compuestos contaminantes del medio
ambiente (Gruiz y Kriston, 1995; Baheri y Meysami, 2002; Núñez, 2003).
Las
técnicas de bioaumentación describe la adición de organismos o enzimas a un
material con el propósito de eliminar sustancias indeseables (Shmaefsky, 1999).
La bioaumentación asegura que estén presentes los microorganismos específicos
capaces de degradar al compuesto contaminante no deseado (Advanced BioTech,
2000). Las bacterias son los microorganismos más comúnmente utilizados para la
bioaumentación (Shmaefsky, 1999).
En
condiciones controladas éste es un método práctico y económicamente efectivo
para eliminar la contaminación por hidrocarburos. Los microorganismos deben
estar presentes en suficiente cantidad y diversidad. También deben tener
asegurados sus requerimientos esenciales para lo cual se controlan
rigurosamente parámetros como: nivel de oxígeno, nutrientes inorgánicos, acceso
al sustrato, agua y otras condiciones como pH, temperatura, salinidad,
propiedades del contaminante, etc. (Oppenheimer Biotechnology, Inc. 2001).
La
aplicación de bacterias degradadoras de hidrocarburos en áreas contaminadas por
petróleo ha sido considerada como una posible opción para la biorremediación
tanto en ambientes terrestres como acuáticos, pero su aplicación requiere de un
diagnóstico inicial que incluya el diseño de cual es la solución idónea para
sanear el área impactada que garantice el cumplimiento
de las normas y exigencias ambientales establecidas para ese tipo de
tecnología.
ASPECTOS A CONSIDERAR EN LA BIORREMEDIACIÓN
El
proceso de biorremediación debe incluir invariablemente una demostración
científica válida de la efectividad del proceso y la seguridad ambiental.
Efectividad
en el caso de la biorremediación de petróleo, significa el establecimiento de
que:
a. La remoción o desaparición del petróleo es
primeramente atribuible a la biodegradación y no a otro proceso.
b. El porcentaje de incremento de la degradación es
suficientemente rápido (con verificación estadística) que la velocidad natural.
Para poder justificar el gasto del esfuerzo de implementar el proceso de
biorremediación a una gran escala. La seguridad ambiental requiere
considerables esfuerzos para verificar que ocurren efectos ecológicos no
adversos como resultado de la aplicación de fertilizantes.
MEDIDAS DE LA EFECTIVIDAD DE LA BIORREMEDIACIÓN
Se
deben considerar los siguientes aspectos:
1. Cambios cualitativos en la composición de los
hidrocarburos que son indicativos de procesos biológicos. Se realiza la
cromatografía gaseosa, teniendo en cuenta los procesos de los factores
ambientales (fotólisis, disolución física, lavado químico, volatilidad, etc.)
que pueden contribuir a la desaparición del petróleo.
2. Los grupos indicadores de la degradación son los
hidrocarburos aromáticos seleccionados ya que sí estos se degradan, los
hidrocarburos alifáticos serán siempre también intensamente degradados.
3. Disminución del porcentaje de la masa de petróleo que
son también indicativos de procesos biológicos.
4. Reducción del peso total del petróleo, determinando la
pérdida de peso en las distintas fracciones de hidrocarburos del petróleo
5. La medición del número de microorganismos degradadores
de petróleo es un indicador inicial de la factibilidad de la biorremediación.
6. Estudio de la mineralización (mediciones de la
producción de CO2 total).
7. Efecto de la acción del nitrógeno
IMPACTO AMBIENTAL DE LOS DERRAMES DE PETRÓLEO EN EL MAR
El impacto de los derrames de hidrocarburos en los
ecosistemas marinos resulta desastroso y sus consecuencias han sido muy bien
estudiadas en una gran variedad de organismos, ecosistemas y procesos
biológicos en diferentes ambientes marinos (tropicales, templados y polares).
Ejemplo las macrofitas acuáticas son altamente susceptibles y frecuentemente
constituyen la vegetación dominante afectada en el ecosistema impactado. Muchos
animales pueden morir por efectos directos o subletales (Maki, 1991 y Baker, Clark
y Kingston, 1991).
Los procesos reproductivos, de desarrollo y conductal son
muy sensitivos a la exposición a los hidrocarburos, generalmente los estadios
jóvenes de la vida son más sensitivos que los adultos de muchos crustáceos y
equinodermos juveniles y los adultos son más sensibles que los peces juveniles
y adultos. También hay efectos severos sobre las poblaciones y comunidades
(manglares, ciénagas, etc). Las aves acuáticas y los animales salvajes marinos
son muy vulnerables, ocasionando daños que duran mucho tiempo en recuperar su
estado normal. Los impactos económicos son fuertes por la prohibición de la
pesca y para el turismo por la contaminación de las playas.
10 .- FITORREMEDIACIÓN
La fitorremediación aprovecha la
capacidad de ciertas plantas para absorber, acumular, metabolizar, volatilizar
o estabilizar contaminantes presentes en el suelo, aire, agua o sedimentos
como: metales pesados, metales radioactivos, compuestos orgánicos y compuestos
derivados del petróleo. Estas fitotecnologías ofrecen numerosas ventajas en
relación con los métodos fisicoquímicos que se usan en la actualidad, por
ejemplo, su amplia aplicabilidad y bajo costo. En esta revisión se presenta un
panorama de las diversas técnicas fitocorrectivas empleadas para restaurar
suelos y efluentes contaminados; así como del potencial que ofrece el uso de plantas
transgénicas.
INTRODUCCIÓN
Uno de los rasgos característicos de la
sociedad moderna es la creciente emisión al ambiente de sustancias
contaminantes, destacando aquellas que proceden de las actividades
industriales, mineras, agropecuarias, artesanales y domésticas. Estos
compuestos representan una amenaza para los seres vivos, por lo que se han
desarrollado una serie de métodos para enmendar el impacto causado. Los métodos
convencionales suelen ser costosos (Tabla 1) y pueden afectar de manera irreversible
las propiedades del suelo, agua y de los seres vivos que en ellos habitan
(Padmavathiamma y Li, 2007).
El aumento de los
costos y la limitada eficacia de los tratamientos fisicoquímicos han estimulado
el desarrollo de nuevas tecnologías. Por lo que, la fitorremediación representa
una alternativa sustentable y de bajo costo para la rehabilitación de ambientes
afectados por contaminantes naturales y antropogénicos (Singh y Jain, 2003;
Reichenauer y Germida, 2008).
La fitorremediación es un conjunto de tecnologías
que reducen in situ o ex situ la concentración de diversos
compuestos a partir de procesos bioquímicos realizados por las plantas y
microorganismos asociados a ellas.
La fitorremediación
utiliza las plantas para remover, reducir, transformar, mineralizar, degradar,
volatilizar o estabilizar contaminantes (Kelley et al., 2000; Miretzky et
al., 2004; Cherian y Oliveira, 2005; Eapen et al., 2007; Cho et
al., 2008). Se han identificado una amplia diversidad de especies que se
emplean para este fin. Algunas de ellas, debido a su gran capacidad para
acumular metales pesados, reciben el nombre de hiperacumuladoras.
Por
definición, estas plantas deben acumular al menos 100 μg/g (0.01 % peso seco)
de Cd y As; 1000 μg/g (0.1 % peso seco) de Co, Cu, Cr, Ni y Pb; y 10 000 μg/g
(1.0 % peso seco) de Mn (Watanabe, 1997; Reeves et al., 1999; McGrath et
al., 2001; Kamal et al., 2004; Yang et al., 2004; Reeves,
2006; Padmavathiamma y Li, 2007).
Esta tecnología se
hace más efectiva a través de la manipulación genética, lo que mejora la
capacidad de remediación de las plantas (Cherian y Oliveira; 2005). Se han
diseñado especies vegetales con una mayor capacidad de degradación de
contaminantes orgánicos o de acumulación de metales pesados.
Algunas plantas
genéticamente modificadas (GM) están adaptadas específicamente para la
fitorremediación de Cd, Hg o bifenilos policlorados (PCB´s) (Raskin, 1996;
Meagher, 2000; Pilon-Smith y Pilon 2002; Eapen et al., 2007; Macek et
al., 2007).
En esta revisión se hace un análisis de las
diversas tecnologías de fitorremediación, así como del papel que juega la
próxima generación de plantas GM para la remediación, prevención y reducción de
la contaminación en los diferentes sectores del ambiente.
TIPOS DE CONTAMINANTES
La contaminación del
ambiente se produce por la incorporación de cualquier tipo de energía,
organismo o sustancia, que afecta las características de los ecosistemas,
modificando negativamente sus propiedades y su capacidad para asimilarlas o
degradarlas. Su entrada se realiza como consecuencia de las actividades
antropogénicas, aunque también se puede producir de forma natural. De manera
general, los contaminantes se clasifican en:
Contaminantes
orgánicos: incluyen hidrocarburos aromáticos policíclicos (PAH´s), PCB´s, dioxinas,
hidrocarburos de petróleo, disolventes clorados, compuestos aromáticos que se
emplean en la producción de colorantes, explosivos, productos farmacéuticos,
plaguicidas (herbicidas, insecticidas y fungicidas), surfactantes, entre otros.
En comparación con los compuestos inorgánicos, estos contaminantes son menos
tóxicos para las plantas, ya que son menos reactivos y se acumulan en menor
proporción (Cherian y Oliveira; 2005).
Contaminantes
inorgánicos: incluyen a los metales pesados como Co, Cr o Cu, elementos no
metálicos como el As y B (Navarro-Aviñó et al., 2007), y radionúclidos
como 60Co y 137Cs (Peles et al., 2002; Popa et al., 2004). Algunos
elementos traza son esenciales para la nutrición y crecimiento de plantas (B,
Cu, Fe, Mn, Mo y Zn) y animales (As, Cu, Co, Fe, Mn, Mo, Zn, Cr, F, Ni, Se, Sn
y V). La toxicidad de estos elementos depende de la concentración, la forma
química y su persistencia. (Adriano et al., 2004; Navarro-Aviñó et al.,
2007).
En general, los mecanismos involucrados
en la remoción de contaminantes son de tres tipos: físicos (sedimentación,
filtración, adsorción, volatilización), químicos (precipitación, hidrólisis,
reacciones de óxido-reducción o fotoquímicas) y biológicos (resultado del
metabolismo microbiano, del metabolismo de plantas o de procesos de
bioabsorción).
TECNOLOGIAS DE LA FITORREMEDIACIÓN
Las fitotecnologías
se basan en los mecanismos fisiológicos básicos que tienen lugar en las plantas
y en los microorganismos asociados a ellas, tales como: traspiración,
fotosíntesis, metabolismo y nutrición.
Según Thangavel y
Subhuram (2004), dependiendo del tipo de contaminante, las condiciones del
sitio y el nivel de limpieza requerido; las tecnologías de fitorremediación se
pueden utilizar como medio de contención (rizofiltración, fitoestabilización y
fitoinmovilización) o eliminación (fitodegradación, fitoextracción y
fitovolatilización).
La fitoestabilización permite inmovilizar
contaminantes en el suelo a través de su absorción y acumulación en las raíces
o bien, por precipitación en la zona de la rizosfera. Este proceso reduce la
movilidad de los contaminantes y evita su migración a las aguas subterráneas o
al aire (Barton et al., 2005 Mendez y Maier, 2008,). La
fitoestabilización es efectiva en suelos de textura fina con alto contenido de
materia orgánica (Padmavathiamma y Li, 2007). Se aplica principalmente en
terrenos extensos en donde existe contaminación superficial. Esta tecnología
tiene como ventajas, sobre otros métodos de remedión de suelos, que es de menor
costo, fácil de aplicar y estéticamente agradable.
Algunas plantas empleadas
con fines de fitoestabilización son: Hyparrhenia hirta (Pb); Zygophyllum
fabago (Zn); Lupinus albus (Cd, As); Anthyllis vulneraria (Zn,
Pb, Cd); Deschampsia cespitosa (Pb, Cd, Zn); Cardaminopsis arenosa (Cd,
Zn); Horedeum vulgare, Lupinus angustifolius y Secale cereale (As);
Lolium italicum y Festuca arundinaceae (Pb, Zn); y Brassica
juncea (Cd, Zn, Cu, Mn, Fe, Pb) (Bolan et al., 2003; Clemente et
al., 2003; Rizzi et al., 2004; Kucharski et al., 2005
Clemente et al., 2006; Frérot et al., 2006; Mains et al.,
2006; Vázquez et al., 2006; Conesa et al., 2007).
La
fitoinmovilización provoca la sujeción y reducción de la biodisponibilidad de
los contaminantes mediante la producción de compuestos químicos en la interfaz
suelo-raíz, los que inactivan las substancias tóxicas, ya sea por procesos de
absorción, adsorción o precipitación (Carpena y Bernal, 2007).
VENTAJAS Y LIMITACIONES DE LA FITORREMEDIACIÓN
La fitorremediación, por sí misma,
muestra una serie de ventajas y limitaciones en comparación con otras
tecnologías convencionales, las cuales se presentan en la tabla 6. Las fitotecnologías
son especialmente útiles para su aplicación en grandes superficies, con
contaminantes relativamente inmóviles o con niveles de contaminación bajo, y
deben considerarse procesos de recuperación a largo plazo.
VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA FITORREMEDIACIÓN
Ventajas
|
Desventajas
|
1.
Se puede realizar in situ y ex situ.
2.
Se realiza sin necesidad de trasportar el sustrato contaminado, con lo que se
disminuye la diseminación de contaminantes a través del aire o del agua.
3.
Es una tecnología sustentable.
4.
Es eficiente tanto para contaminantes orgánicos como inorgánicos.
5.
Es de bajo costo.
6.
No requiere personal especializado para su manejo.
7.
No requiere consumo de energía.
8.
Sólo requiere de prácticas agronómicas convencionales.
9.
Es poco perjudicial para el ambiente.
10.
Actúa positivamente sobre el suelo, mejorando sus propiedades físicas y
químicas, debido a la formación de una cubierta vegetal.
11.
Tiene una alta probabilidad de ser aceptada por el público, ya que es
estéticamente agradable.
12.
Evita la excavación y el tráfico pesado.
13.
Se puede emplear en agua, suelo, aire y sedimentos.
14.
Permite el reciclado de recursos (agua, biomasa, metales).
|
1.
En especies como los árboles o arbustos, la fitorremediación es un proceso
relativamente lento.
2.
Se restringe a sitios de contaminación superficial dentro de la rizósfera de
la planta.
3.
El crecimiento de las plantas está limitado por concentraciones toxicas de
contaminantes, por lo tanto, es aplicable a ambientes con concentraciones
bajas de contaminantes.
4.
En el caso de la fitovolatilización, los contaminantes acumulados en las hojas
pueden ser liberados nuevamente al ambiente.
5.
Los contaminantes acumulados en maderas pueden liberarse por procesos de
combustión.
6.
No todas las plantas son tolerantes o acumuladoras.
7.
La solubilidad de algunos contaminantes puede incrementarse, resultando en un
mayor daño ambiental o migración de contaminantes.
8.
Se requieren áreas relativamente grandes.
9.
En sistemas acuáticos se puede favorecer la diseminación de plagas, tales
como los mosquitos.
|
11.- USOS DE LOS MICROORGANISMOS ALTERADOS EN LA BIORREMEDIACIÓN DE MATERIALES PELIGROSOS
Un extenso rango de microorganismos utiliza diferentes hidrocarburos
como única fuente de carbono y se encuentran ampliamente distribuidos en la
naturaleza. Sin embargo, se localizan en bajas concentraciones en áreas no contaminadas
y su población aumenta en ambientes sometidos a impactos crónicos del
contaminante.
De todos los organismos vivos que se utilizan en las tecnologías
de biorremediación, las bacterias heterótrofas aerobias conforman el grupo
mejor estudiado. Los microorganismos anaerobios por su parte son menos flexibles
a adaptarse a la disponibilidad de sustratos y son menos tolerantes a la
presencia de metales pesados, por lo que su papel en la biodegradación se
encuentra limitado. Las bacterias constituyen un grupo microbiano de gran
importancia debido a la extensa variedad de géneros y especies, y a la
versatilidad metabólica que poseen.
Un gran número de bacterias metabolizan
compuestos xenobióticos como fuente de carbono en cultivos puros. Desde los
estudios pioneros de ZoBell en ambientes marinos, se han aislado numerosas
cepas bacterianas de ambientes litorales y oceánicos capaces de degradar
diferentes hidrocarburos. Muchas de estas bacterias, tales como Alcalinivorax,
o Planococcus, usan un número limitado de fuentes de carbono, preferentemente utilizan
hidrocarburos de petróleo, y podrían considerarse como especialista. No
obstante, también se han aislado bacterias que no presentan esta marcada especialización,
como Marinobacter, Staphylococcus, Micrococcus, Sphingomonas o Geobacillus.Se
ha enfatizado en la importancia de emplear para la biorremediación de
ecosistemas marinos a poblaciones microbianas autóctonas de las zonas
contaminadas, puesto que presentan una mayor resistencia al lavado de las
superficies que producen los ciclos de mareas.
La literatura disponible sobre
bacterias ha sido documentada desde 1946, y excede a la literatura disponible
para hongos. Esto parece sugerir que la asimilación directa de hidrocarburos es
poco frecuente en hongos. No obstante, diversos trabajos han demostrado que los
hongos son capaces de utilizar a los hidrocarburos como única fuente de carbono
y energía
12.- BIOELIMINACIÓN DE
MATERIALES
Separación,
generalmente de la fase acuosa, de una sustancia bajo prueba en presencia de
organismos vivos mediante procesos biológicos complementados por reacciones
fisicoquímicas.
ELIMINACIÓN
DE RESIDUOS EN EL LABORATORIO
En el laboratorio se manejan gran cantidad de
productos y se efectúan diversas operaciones que conllevan la generación de
residuos, en la mayoría de los casos peligrosos para la salud y el medio
ambiente. Aunque el volumen de residuos que se generan en los laboratorios es
generalmente pequeño en relación al proveniente del sector industrial, no por
ello debe minusvalorarse el problema.
Unas adecuadas condiciones de trabajo en el
laboratorio implican inevitablemente el control, tratamiento y eliminación de
los residuos generados en el mismo, por lo que su gestión es un aspecto
imprescindible en la organización de todo laboratorio.
Otra cuestión a considerar es la de los
derrames, que si bien tienen algunos aspectos coincidentes con los métodos de
tratamiento para la eliminación de residuos, la actuación frente a ellos exige
la consideración de otros factores como la rapidez de acción,aplicación de
métodos de descontaminación adecuados, etc.
CLASIFICACIÓN
DE LOS RESIDUOS
El tipo de tratamiento y gestión de los residuos
del laboratorio depende, entre otros factores, de las características y
peligrosidad de los mismos, así como de la posibilidad de recuperación, de
reutilización o de reciclado, que para ciertos productos resulta muy
aconsejable.
Si consideramos su peligrosidad se podría establecer
la siguiente clasificación.
RESIDUOS
NO PELIGROSOS
Estos residuos, considerando sus propiedades,
pueden eliminarse mediante vertidos, directamente a las aguas residuales o a un
vertedero. Si aún no considerándose peligrosos, son combustibles, se pueden
utilizar como combustibles suplementarios, como ocurre, por ejemplo, con los
aceites, que, si son "limpios", se pueden eliminar mezclándolos con
combustibles; los aceites fuertemente contaminados, en cambio, deberán ser
procesados en función de los contaminantes que contengan (metales, clorados,
etc.).
RESIDUOS
QUÍMICOS PELIGROSOS
Combustibles
Pueden utilizarse como combustible suplementario
o incinerarse. Debe controlarse la posible peligrosidad de los productos de combustión.
No combustibles
Pueden verterse a las aguas residuales o
vertederos controlados siempre que previamente se haya reducido su peligrosidad
mediante tratamientos adecuados.
Explosivos
Son residuos con alto riesgo y normalmente deben
ser manipulados fuera del laboratorio por personal especializado.
Gases
Su eliminación está en función de sus
características de peligrosidad (tóxicos, irritantes, inflamables). Para su
eliminación, deberán tenerse en cuenta las normativas sobre emisión existentes.
Residuos
biológicos
Deben almacenarse en recipientes específicos
convenientemente señalizados y retirarse siguiendo procesos preestablecidos.
Normalmente se esterilizan y se incineran.
Residuos
radiactivos
Para su eliminación deben considerarse sus
características fisico-químicas así como su actividad radiactiva y vida media
(tiempo de semidesintegración). Su almacenamiento debe efectuarse en
recipientes específicos debidamente señalizados y deben retirarse de acuerdo a
los procedimientos establecidos. Su gestión es competencia del Consejo de
Seguridad Nuclear (CSN).
Procedimientos
para eliminación
Vertido
Recomendable para residuos no peligrosos y para peligrosos,
una vez reducida ésta mediante neutralización o tratamiento adecuado.
El vertido se puede realizar directamente a las
aguas residuales o bien a un vertedero. Los vertederos deben estar preparados convenientemente para prevenir contaminaciones
en la zona y preservar el medio ambiente.
Incineración
Los residuos son quemados en un horno y
reducidos a cenizas. Es un método muy utilizado para eliminar residuos de tipo
orgánico y material biológico. Debe controlarse la temperatura y la posible
toxicidad de los humos producidos. La instalación de un incinerador sólo está
justificada por un volumen importante de residuos a incinerar o por una
especial peligrosidad de los mismos. En ciertos casos se pueden emplear las
propias calderas disponibles en los edificios..
BIOELIMINACION DE MATERIALES
Para la eliminación
del material potencialmente contaminado y sus recipientes, éste se clasificará
en las siguientes categorías :
a.- Desechos no contaminados que pueden eliminarse con la basura.
b.- Objetos punzantes y cortantes: agujas hipodérmicas, bisturís, cuchillas, vidrio roto, pipetas Pasteur etc .
c.- Material contaminado reutilizable para tratamiento en autoclave.
d.- Material contaminado para eliminación.
e.- Desechos anatómicos: tejidos humanos y animales
a.- Desechos no contaminados que pueden eliminarse con la basura.
b.- Objetos punzantes y cortantes: agujas hipodérmicas, bisturís, cuchillas, vidrio roto, pipetas Pasteur etc .
c.- Material contaminado reutilizable para tratamiento en autoclave.
d.- Material contaminado para eliminación.
e.- Desechos anatómicos: tejidos humanos y animales
13.- TRATAMIENTOS DE AGUAS RESIDUALES
Varias empresas, sobre todo las que operan con
sistemas de lavado de gases e instalaciones de recubrimiento galvánico, cuentan
con equipos para el tratamiento de aguas residuales. En la mayoría de los casos
se trata de instalaciones de neutralización, precipitación de metales pesados,
de toxificación y floculación de contenidos orgánicos.
Aquellas empresas que realizan principalmente
un tratamiento meramente mecánico de metal, normalmente no cuentan con
instalaciones de tratamiento de aguas residuales.
Actualmente, en México los residuos peligrosos
se almacenan por separado o junto con los residuos industriales no peligrosos.
Los espacios de almacenamiento están en su mayoría, protegidos contra la
intemperie. Sólo excepcionalmente cuentan con medidas de seguridad técnica como
por ejemplo, bordes para contener aceite derramado, fosas de captación de derrames
y fugas de líquidos.
Aquellos tipos de residuos que se mencionaron
dentro de los conceptos empresariales de manejo de residuos elaborados a través
de las visitas a las industrias y que no pueden asignarse a una etapa
específica de producción
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