SOLUCIONANDO GRANDES PROBLEMAS AMBIENTALES CON LA AYUDA DE PEQUEÑOS AMIGOS: LAS TECNICAS DE BIORREMEDIACION.
Podemos definir a la biorremediación como la utilización de seres vivos para solucionar un problema ambiental tales como suelo o agua subterránea contaminados. En un ambiente no contaminado, las bacterias , los hongos , los protistas y otros microorganismos heterotróficos degradan constantemente la materia orgánica disponible, para obtener energía.
La biorremediacion trabaja proveyendo a estos microorganismos de nutrientes, oxigeno y otras condiciones que favorezcan su rápido crecimiento y reproducción. Estos organismos entonces podrán degradar el agente contaminante orgánico a una velocidad mayor , proporcionando una técnica para limpiar la contaminación, realzando los mismos procesos de biodegradación que ocurre naturalmente en el ambiente.
Introduccion.
El uso de microorganismos por el hombre, para los ,mas diversos fines y objetivos, se remontan a tiempos antiguos, productos fermentados como el yogurt, quesos, kéfir, salsa de soja, cerveza, vino y cientos de otros productos han sido preparados con la ayuda de bacterias y hongos, aun en el completo desconocimiento de su existencia. Algo mas modernamente, los arquitectos romanos diseñaron y utilizaron durante siglos intrincados sistemas para recoger el agua residual, sabemos que los romanos utilizaban estos sistemas para recoger el agua residual. los historiadores actuales suponen que los romanos sabian que la depuracion de las aguas servidas dependia directamentede su tienpo de retencion en el sistema de canales y lgunas. Hoy en dias los microorganismos continua utilizandose en la elaboracion en una gran variedad de alimentos, a lo cual debe agregarse el uso en la produccion de antibioticos, vacunas, productos quimicos.
Los sistemas de depuracion de aguas actuales comparten los principios de funcionamiento utilizados por los antiguos precededores romanos. La depuracion basados en lagunas de lodos activados(barros cargados de microorganismos) provocan la disminucion de la carga organica mediante la degradacion microbiana.
Bioremediacion puede definirse como la respuesta biologica al abuso ambiental. Esta definicion permite distinguir entre el uso de microorganismos para recuperar areas contaminadas y para el tratamiento de residuos tanto industriales como domiciliarios.
Es necesario establecer previamente cuales son los niveles de contaminacion que pueden ser admitidos en un ecosistema sin que por ello se provoquen daños a los seres vivos que viven en el. El objetivo de la biorremediacion es aliminar, o al menos disminuir la concentracion de sustancias potencialmente toxicas, dispersadas accidentalmente o no en suelos y/o cuerpos de agua superficial o subterraneas, utilizando fundamentalmente del proceso a los microorganismos.(Alexander, 1994).
¿Cómo obtienen energía los microorganismos?
los organismos son capaces de producir la energia necesaria para su crecimiento y reproduccion(White. 1995):
1.- Fotosintesis.
2.-Oxidacion de compuestosinorganicos.
3.-Oxidacion de compuestos organicos.
En este articulo nos referimos especificamente a la tercera categoria, formada por organismos heterotroficos, capaces de degradar materia organica y toxicos organicos.Los caminos metabolicos que pueden emplear los microorganismos presentes en esta categoria se pueden clasificar en tres grupos: dependen del oxigeno (aerobico) como aceptor de electrones mientras que otros son en ausencia de oxigeno (anaerobios), la accion de los anaerobios es mas lenta pero son capaces de degradar compuestos mas toxicos. A) La respiracion aerobica es el proceso mas eficiente. Estos microorganismos son utilizados en las plantas de tratamiento de agua cloacales e industriales. Su funcion basicamente se lleva acabo poniendo en contacto las aguas residuales con la poblacion microbiana aclimataday contolando cuidadosamente las condiciones ambientales. B)La respiracion anaerobica en esta la diferencia de que el ultimo aceptor de los electrones no es el oxigeno sino nitratos, sulfatos, hidrogeno) C) Fermentacion: Algunos organismos obtiene energia de la degradacion de compuestos organicos, degradandolos solo parcialmente.
Se entiende como biorremediacion in situ a aquellos procesos que utilizan microorganismos para degradar sustancias peligrosas en l suelo y agua con minoma alteracion de la estructura del suelo.
Ejemplo 1. Derrame de hidrocarburos:
El derrame de hidrocarburos sobre el suelo . Normalmente, en este tipo de derrames , el petroleo se mueve hacia las capas subyacentes del suelo, pudiendo alcanzar el nivel de las eguas subterraneasy moverse en direccion de estas alcanzando zonas de las aguas freaticas, la implementacion del proceso de biorremediacion en una situacion de este tipo es la siguiente
1.- Retirada de la fase liquida no acuosa(NALP), La manera mas economica de de realizar este proceso es bombeando este liquido y separando en la superficie el petroleo del agua.
2.-Estudios hidrogeologicos.estos estudios permitiran establecer el tamaño de la pluma, la direccion y la velocidad de flujo de las aguas subterraneas en esa zona.
3.-Estudios microbiologicos. es importante estudiar el comportamiento de lo microorganismos indigenas, a los fines de evaluar la velocidad con que degradan los contaminantes,estudiar el grado de degradacion conseguido por bacterias y hongos.
4.- Eleccion de la ingenieria.se debe diseñar un sistema tal que permita opimizar el proceso de degradacion microbiana, realizando las instalaciones y perforaciones que permitan la inyeccion de oxigeno y nutrientes.
5.-Instalacion y comienzo de las operaciones. Enprimer lugar se comienza la extraccion de agua y se pone en marcha el sistema de purificacion de esta(quimico, fisico o biologico)
6.-Operacion y monitoreo.Debe medirse con elevada frecuencia los valores de temperatura, nutrientes, concentracion de oxigeno. pH , potenciales de oxidaccion
7.- Fin de las las operaciones.Cuando los niveles de los contaminantes alcanzan el nivel permitido por la legislacion vigente.
Ejemplo: 2 Suelos contaminados con TNT
la biorremediación de suelos contaminados con TNT es muy importante por dos motivos:
1.- Son considerados carcinógenos.
2.- Los emplazamientos son importantes, tanto en numero como tamaño, por que estos suelos fueron usados en instalaciones militares.
En ambiente extrictamente anaeróbicos el TNT es reducido a TAT, el cual puede ser destoxificado por polimerización en medio aeróbico o por unio irreversible a arcillas.
La transformación de los TNT por los microorganismos es cometabólico.
En algunas ocaciones no es necesario la reducción de TNT sino que algunos metabolitos pueden ser incorporados a una matriz orgánica (humidificación).
Los sistemas de depuracion de aguas actuales comparten los principios de funcionamiento utilizados por los antiguos precededores romanos. La depuracion basados en lagunas de lodos activados(barros cargados de microorganismos) provocan la disminucion de la carga organica mediante la degradacion microbiana.
Bioremediacion puede definirse como la respuesta biologica al abuso ambiental. Esta definicion permite distinguir entre el uso de microorganismos para recuperar areas contaminadas y para el tratamiento de residuos tanto industriales como domiciliarios.
Es necesario establecer previamente cuales son los niveles de contaminacion que pueden ser admitidos en un ecosistema sin que por ello se provoquen daños a los seres vivos que viven en el. El objetivo de la biorremediacion es aliminar, o al menos disminuir la concentracion de sustancias potencialmente toxicas, dispersadas accidentalmente o no en suelos y/o cuerpos de agua superficial o subterraneas, utilizando fundamentalmente del proceso a los microorganismos.(Alexander, 1994).
¿Cómo obtienen energía los microorganismos?
los organismos son capaces de producir la energia necesaria para su crecimiento y reproduccion(White. 1995):
1.- Fotosintesis.
2.-Oxidacion de compuestosinorganicos.
3.-Oxidacion de compuestos organicos.
En este articulo nos referimos especificamente a la tercera categoria, formada por organismos heterotroficos, capaces de degradar materia organica y toxicos organicos.Los caminos metabolicos que pueden emplear los microorganismos presentes en esta categoria se pueden clasificar en tres grupos: dependen del oxigeno (aerobico) como aceptor de electrones mientras que otros son en ausencia de oxigeno (anaerobios), la accion de los anaerobios es mas lenta pero son capaces de degradar compuestos mas toxicos. A) La respiracion aerobica es el proceso mas eficiente. Estos microorganismos son utilizados en las plantas de tratamiento de agua cloacales e industriales. Su funcion basicamente se lleva acabo poniendo en contacto las aguas residuales con la poblacion microbiana aclimataday contolando cuidadosamente las condiciones ambientales. B)La respiracion anaerobica en esta la diferencia de que el ultimo aceptor de los electrones no es el oxigeno sino nitratos, sulfatos, hidrogeno) C) Fermentacion: Algunos organismos obtiene energia de la degradacion de compuestos organicos, degradandolos solo parcialmente.
Se entiende como biorremediacion in situ a aquellos procesos que utilizan microorganismos para degradar sustancias peligrosas en l suelo y agua con minoma alteracion de la estructura del suelo.
Ejemplo 1. Derrame de hidrocarburos:
El derrame de hidrocarburos sobre el suelo . Normalmente, en este tipo de derrames , el petroleo se mueve hacia las capas subyacentes del suelo, pudiendo alcanzar el nivel de las eguas subterraneasy moverse en direccion de estas alcanzando zonas de las aguas freaticas, la implementacion del proceso de biorremediacion en una situacion de este tipo es la siguiente
1.- Retirada de la fase liquida no acuosa(NALP), La manera mas economica de de realizar este proceso es bombeando este liquido y separando en la superficie el petroleo del agua.
2.-Estudios hidrogeologicos.estos estudios permitiran establecer el tamaño de la pluma, la direccion y la velocidad de flujo de las aguas subterraneas en esa zona.
3.-Estudios microbiologicos. es importante estudiar el comportamiento de lo microorganismos indigenas, a los fines de evaluar la velocidad con que degradan los contaminantes,estudiar el grado de degradacion conseguido por bacterias y hongos.
4.- Eleccion de la ingenieria.se debe diseñar un sistema tal que permita opimizar el proceso de degradacion microbiana, realizando las instalaciones y perforaciones que permitan la inyeccion de oxigeno y nutrientes.
5.-Instalacion y comienzo de las operaciones. Enprimer lugar se comienza la extraccion de agua y se pone en marcha el sistema de purificacion de esta(quimico, fisico o biologico)
6.-Operacion y monitoreo.Debe medirse con elevada frecuencia los valores de temperatura, nutrientes, concentracion de oxigeno. pH , potenciales de oxidaccion
7.- Fin de las las operaciones.Cuando los niveles de los contaminantes alcanzan el nivel permitido por la legislacion vigente.
Ejemplo: 2 Suelos contaminados con TNT
la biorremediación de suelos contaminados con TNT es muy importante por dos motivos:
1.- Son considerados carcinógenos.
2.- Los emplazamientos son importantes, tanto en numero como tamaño, por que estos suelos fueron usados en instalaciones militares.
En ambiente extrictamente anaeróbicos el TNT es reducido a TAT, el cual puede ser destoxificado por polimerización en medio aeróbico o por unio irreversible a arcillas.
La transformación de los TNT por los microorganismos es cometabólico.
En algunas ocaciones no es necesario la reducción de TNT sino que algunos metabolitos pueden ser incorporados a una matriz orgánica (humidificación).
Futuro de las tecnicas de biorremediación.
Las técnicas de biorremediación son una buena estrategia de limpieza para ciertos tipos de contaminación, como la producida por el petróleo y otros compuestos orgánicos no demasiado tóxicos. Cuando existe una acumulación de sustancia tóxicas o no biodegradables la biorremediación no funciona. La biorremediación dentro de sus aplicaciones mas importantes a sido en aquellas que modifica el ambiente para estimular la actividad de los organismos que alli se encuentran. El uso de microorganismos mejorados geneticamente, puede optimizar algunos procesos de degradación de moleculas especialmente resistentes (compuestos muy clorados).
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