RemediaciRemediacióónn

10.5. Barreras reactivas permeables10.5. Barreras reactivas permeables10.6. 10.6. BioremediaciBioremediacióónn

10.6.1. El proceso10.6.1. El proceso10.6.2. 10.6.2. BioremediaciBioremediacióónn como un como un

concepto concepto de remediacide remediacióón n

Barreras reactivas permeablesBarreras reactivas permeables

Las barreras reactivas permeables son una metodologLas barreras reactivas permeables son una metodologíía a in situin situ para la para la remediaciremediacióón de agua contaminada.n de agua contaminada.

Estas barrera no son barreras fEstas barrera no son barreras fíísicas para el flujo. Son barreras con sicas para el flujo. Son barreras con material capaz de reaccionar con los contaminantes del agua material capaz de reaccionar con los contaminantes del agua subterrsubterráánea.nea.

Para aumentar la eficiencia de la pared reactiva, esta puede serPara aumentar la eficiencia de la pared reactiva, esta puede serconstruida para que el agua subterrconstruida para que el agua subterráánea converja con el medio nea converja con el medio reactivo. El arreglo resultante es llamado la traza de convergenreactivo. El arreglo resultante es llamado la traza de convergencia y cia y barrera.barrera.

Figura 10.9. Representación diagramática de la traza de convergencia y barrera.

La barrera tiene compuestos que reaccionarLa barrera tiene compuestos que reaccionaráán con los n con los contaminantes del agua subterrcontaminantes del agua subterráánea, y los contaminantes son nea, y los contaminantes son reducidos para inhibirlos o inmovilizarlos.reducidos para inhibirlos o inmovilizarlos.

Estos compuestos pueden ser orgEstos compuestos pueden ser orgáánicos o inorgnicos o inorgáánicos, se nicos, se consideraran dos compuestos para ilustrar el concepto de barreraconsideraran dos compuestos para ilustrar el concepto de barrera::

Cromo Cromo hexavalentehexavalente CrCr6+6+ (compuesto inorg(compuesto inorgáánico).nico).TriclorohetilenoTriclorohetileno (compuesto org(compuesto orgáánico).nico).

Con base en algunos experimentos de laboratorio, bajo condicioneCon base en algunos experimentos de laboratorio, bajo condiciones s de pH apropiadas, el hierro puede ser usado para reducir y removde pH apropiadas, el hierro puede ser usado para reducir y remover er el Crel Cr6+6+. Este concepto envuelve el uso de Fe. Este concepto envuelve el uso de Fe00 para reducir el Crpara reducir el Cr6+6+ aaCrCr3+3+..

Ciertos compuestos que involucran al CrCiertos compuestos que involucran al Cr6+6+ aparentan ser aparentan ser cancerigenos mientras que evidencia insuficiente es disponible pcancerigenos mientras que evidencia insuficiente es disponible para ara establecer el carestablecer el caráácter cancerigeno del Crcter cancerigeno del Cr3+3+..

Se estima que el CrSe estima que el Cr6+6+ es 1000 veces mes 1000 veces máás toxico que el Crs toxico que el Cr3+3+..

En la reducciEn la reduccióón de Crn de Cr6+6+ aa CrCr3+3+, el Fe, el Fe00 es oxidado a Fees oxidado a Fe3+3+, como se , como se muestra en la ecuacimuestra en la ecuacióón:n:

El compuesto (El compuesto (FeOOHFeOOH) y (Fe) y (Fe(1(1--x)x)CrCrxxOOHOOH) son identificados como ) son identificados como ssóólidos precipitados en la reaccilidos precipitados en la reaccióón de oxidacin de oxidacióón.n.

Estos compuestos tiene solubilidad en agua cuando presentan pH dEstos compuestos tiene solubilidad en agua cuando presentan pH de e 7 a 10 que generan soluciones acuosas con concentraciones de Cr7 a 10 que generan soluciones acuosas con concentraciones de Cr3+3+

que estque estáán dentro de los niveles mn dentro de los niveles mááximos permisibles.ximos permisibles.

( ) ( )( )( )( ) ( )

+−

++

+−

++

+++

+↔++−

+↔++−

+↔+

H3OOHCrFeOH2xCrFex1

H3OHFeCrOH3xCrFex1FeCrFeCr

xx1233

3x1x233

3306

Consideremos ahora el compuesto orgConsideremos ahora el compuesto orgáánico TCE, este compuesto nico TCE, este compuesto reacciona con el Fe.reacciona con el Fe.

Cuando el TCE esta en contacto con la superficie del metal, el Cuando el TCE esta en contacto con la superficie del metal, el producto final de la reacciproducto final de la reaccióón es tanto n es tanto etenoeteno y etano, que son y etano, que son ffáácilmente biodegradables.cilmente biodegradables.

La La descloracidescloracióónn puede producirse a travpuede producirse a travéés de dos reacciones, las s de dos reacciones, las cuales son :cuales son :

Para entender como funciona el concepto de pared de Para entender como funciona el concepto de pared de hierro de valencia cero tenemos que:hierro de valencia cero tenemos que:

La pluma contaminante tiene dimensiones de 10,000 pies (3,048 m)La pluma contaminante tiene dimensiones de 10,000 pies (3,048 m) de largo y de largo y 5000 pies (1,524 m) de ancho.5000 pies (1,524 m) de ancho.La puma continente tiene aceite, solventes, limpiadores y combusLa puma continente tiene aceite, solventes, limpiadores y combustible de tible de aviones.aviones.Los sedimentos consisten de una mezcla de arcillas, limos, arenaLos sedimentos consisten de una mezcla de arcillas, limos, arenas y gravas que s y gravas que se extienden a una profundidad de 200 pies (60.96 m).se extienden a una profundidad de 200 pies (60.96 m).La barrera se extiende 50 pies (15.24 m)La barrera se extiende 50 pies (15.24 m)

El objetivo es reducir la concentraciEl objetivo es reducir la concentracióón de TCE por debajo n de TCE por debajo de niveles mde niveles mááximos permisibles, los cuales son 5 ppm para ximos permisibles, los cuales son 5 ppm para el TCE y 70 ppm para el cisel TCE y 70 ppm para el cis--1,21,2--DCE.DCE.

La secciLa seccióón de grava mostrada n de grava mostrada en la figura esta incorporada en la figura esta incorporada para mejorar la distribucipara mejorar la distribucióón n del flujo en la celda.del flujo en la celda.

Basados en los datos, Basados en los datos, despudespuéés de siete meses de s de siete meses de operacioperacióón se observa que el n se observa que el cambio en la concentracicambio en la concentracióón n disminuye de manera disminuye de manera logarlogaríítmica.tmica.

Figura 10.10. Diseño de pared de hierro en el Campo Moffet en el norte de California cerca de San Francisco.

BioremediaciBioremediacióónn

La La bioremediacibioremediacióónn es la utilizacies la utilizacióón bioln biolóógica para convertir gica para convertir contaminantes en substancias inofensivas.contaminantes en substancias inofensivas.

El agotamiento de contaminantes a partir de la actividad de El agotamiento de contaminantes a partir de la actividad de microorganismos es llamado biodegradacimicroorganismos es llamado biodegradacióón.n.

Esencialmente, el proceso de Esencialmente, el proceso de bioremediacibioremediacióónn es la utilizacies la utilizacióón de n de bacterias para cambiar la naturaleza qubacterias para cambiar la naturaleza quíímica de los contaminantes.mica de los contaminantes.

Las bacterias consumen el contaminante para sobrevivir y Las bacterias consumen el contaminante para sobrevivir y reproducirse.reproducirse.

La existencia de una poblaciLa existencia de una poblacióón inicial de bacterias depende de n inicial de bacterias depende de diversos factores.diversos factores.

Un factor importante es la disponibilidad de materia orgUn factor importante es la disponibilidad de materia orgáánica que es nica que es la principal fuente de carbla principal fuente de carbóón para muchos microorganismos.n para muchos microorganismos.

La disponibilidad de oxigeno es fundamental para el tener una La disponibilidad de oxigeno es fundamental para el tener una poblacipoblacióón microbiana diversa capaz de lograr una degradacin microbiana diversa capaz de lograr una degradacióón n aeraeróóbica.bica.

En la zona vadosa estos tanto el aire como el agua coexisten, En la zona vadosa estos tanto el aire como el agua coexisten, mientras que en la zona saturada la disponibilidad de oxigeno esmientras que en la zona saturada la disponibilidad de oxigeno es nula nula y el agua contenida en el acuy el agua contenida en el acuíífero generalmente carece de oxigeno.fero generalmente carece de oxigeno.

Las bacterias no se limitan al uso de oxigeno como un receptor dLas bacterias no se limitan al uso de oxigeno como un receptor de e electrones, en ausencia de este pueden consumir sulfatos SOelectrones, en ausencia de este pueden consumir sulfatos SO44

22--, , nitratos NOnitratos NO33

-- y ciertos metales como el Fey ciertos metales como el Fe3+3+ y Mny Mn4+4+..

Una variante en la es tener una bacteria que utilice un quUna variante en la es tener una bacteria que utilice un quíímico mico inorginorgáánico como donador de nico como donador de ee--..

MaierMaier et. al., baset. al., basáándose en la capacidad del agua, la materia orgndose en la capacidad del agua, la materia orgáánica nica y oxigeno las siguientes generalizaciones:y oxigeno las siguientes generalizaciones:

BiodegradaciBiodegradacióón en suelo superficial n en suelo superficial →→ aeraeróóbica.bica.BiodegradaciBiodegradacióón en zona vadosa n en zona vadosa →→ aeraeróóbica principalmente.bica principalmente.BiodegradaciBiodegradacióón en zona saturada n en zona saturada →→ aeraeróóbica a poca profundidad.bica a poca profundidad.

Para las bacterias, los contaminantes son una fuente de carbPara las bacterias, los contaminantes son una fuente de carbóón y n y energenergíía, esta energa, esta energíía se genera a trava se genera a travéés de las reacciones qus de las reacciones quíímicas.micas.

Las bacterias generalmente componerse de enzimas que transformanLas bacterias generalmente componerse de enzimas que transformanlos contaminantes alos contaminantes aúún cuando la bacteria no metaboliza el n cuando la bacteria no metaboliza el contaminante directamente, a este proceso se le conoce como contaminante directamente, a este proceso se le conoce como cometabolismocometabolismo..

Un ejemplo de este proceso es la destrucciUn ejemplo de este proceso es la destruccióón de hidrocarburos n de hidrocarburos clorinadosclorinados por enzimas, producido por una por enzimas, producido por una bacteria bacteria metanotropicametanotropica, por , por la oxidacila oxidacióón del metano.n del metano.

Mientras que el metano es la fuente principal de comida para la Mientras que el metano es la fuente principal de comida para la bacteria, y el hidrocarburo bacteria, y el hidrocarburo clorinadoclorinado es la segunda fuente puesto que es la segunda fuente puesto que no sustenta directamente el desarrollo de la bacteria.no sustenta directamente el desarrollo de la bacteria.

TambiTambiéén se pueden destruir compuestos qun se pueden destruir compuestos quíímicamente tmicamente tóóxicos a xicos a travtravéés de transformaciones qus de transformaciones quíímicas para compuestos poco nocivos.micas para compuestos poco nocivos.

Las bacterias pueden inducir el cambio en las propiedades del Las bacterias pueden inducir el cambio en las propiedades del compuesto, como por ejemplo la solubilidad.compuesto, como por ejemplo la solubilidad.

El UEl U6+6+ (soluble en agua) puede actuar como un receptor de (soluble en agua) puede actuar como un receptor de ee--, produciendo , produciendo UU4+4+ que no es soluble y precipitque no es soluble y precipitáándose.ndose.La inmovilizaciLa inmovilizacióón del in del ióón Crn Cr6+6+ ttóóxico a travxico a travéés de la precipitacis de la precipitacióón a Crn a Cr3+3+, el , el cual puede precipitar en forma de cromo oxidado.cual puede precipitar en forma de cromo oxidado.

Las bacterias pueden tambiLas bacterias pueden tambiéén facilitar la destruccin facilitar la destruccióón de n de contaminantes, especialmente compuestos orgcontaminantes, especialmente compuestos orgáánicos halogenados, a nicos halogenados, a travtravéés del proceso conocido como s del proceso conocido como halogenacihalogenacióónn reductivareductiva..

La bacteria cataliza una reacciLa bacteria cataliza una reaccióón donde un n donde un áátomo de haltomo de halóógeno es geno es sustituido por un sustituido por un áátomo de hidrogeno, este proceso se presenta en tomo de hidrogeno, este proceso se presenta en ambientes anaerambientes anaeróóbicos.bicos.

Para sobrevivir en la superficie, los microbios requieren nutriePara sobrevivir en la superficie, los microbios requieren nutrientes ntes para desarrollar cpara desarrollar céélulas.lulas.

Una bacteria tUna bacteria tíípica esta compuesta de 50% C, 14% N, 3% F, 2% K, pica esta compuesta de 50% C, 14% N, 3% F, 2% K, 1% S, 0.2% Fe, y 0.5 de Ca, 1% S, 0.2% Fe, y 0.5 de Ca, MgMg y Cl.y Cl.

El desarrollo de una cEl desarrollo de una céélula puede ser restringida por la falta de lula puede ser restringida por la falta de alguno de estos compuestos.alguno de estos compuestos.

DespuDespuéés de introducir el concepto de mols de introducir el concepto de molééculas orgculas orgáánicas y sus nicas y sus clasificaciones, los compuestos que pertenecen a este grupo son clasificaciones, los compuestos que pertenecen a este grupo son hidrocarburos y sus derivados.hidrocarburos y sus derivados.

BTEX BTEX →→ componentes de la gasolina.componentes de la gasolina.B: bencenoB: bencenoT: tolueloT: tolueloE: E: etilbencenoetilbencenoX: X: xilenoxileno

Las razones que hacen que estos compuestos fLas razones que hacen que estos compuestos fáácilmente remediables:cilmente remediables:MMáás solubles en agua que otros compuestos orgs solubles en agua que otros compuestos orgáánicos y compuestos de nicos y compuestos de gasolinas.gasolinas.Sirven como donadores de electrones primarios para muchas bacterSirven como donadores de electrones primarios para muchas bacterias.ias.Son relativamente de rSon relativamente de ráápida degradacipida degradacióón.n.Las bacterias se desarrollan rLas bacterias se desarrollan ráápidamente si hay gran cantidad de oxigeno.pidamente si hay gran cantidad de oxigeno.

El BTEX puede ser degradado en forma aerEl BTEX puede ser degradado en forma aeróóbica o anaerbica o anaeróóbica.bica.

El El catecolcatecol presenta un metabolismo de tipo aerpresenta un metabolismo de tipo aeróóbico, donde:bico, donde:

R puede ser H, CHR puede ser H, CH33, CH, CH22CHCH33 y CHy CH33 para el benceno, tolueno, para el benceno, tolueno, etilbencenoetilbenceno y y xilenoxileno respectivamente.respectivamente.

Tabla 10.4. Biodegradabilidad de los hidrocarburos y sus derivados Componentes Frecuencia de ocurrencia Estado de bioremediación

Gasolina (BTEX), combustible Muy frecuente Establecido Hidrocarburos policíclicos aromáticos (PAH’s) Común Emergente Cerosoto No frecuente Emergente Alcohol, cetonas, éteres, esteres Común Emergente

Para el caso del benceno, la apertura del anillo aromPara el caso del benceno, la apertura del anillo aromáático para el tico para el radical por la enzima radical por la enzima dioxigenasadioxigenasa sigue uno dos caminos (orto y sigue uno dos caminos (orto y meta).meta).

Para la forma orto presenta la nomenclatura Para la forma orto presenta la nomenclatura CoACoA la cual denota una la cual denota una coenzima A.coenzima A.

El acrEl acróónimo TCA significa ciclo nimo TCA significa ciclo áácido cido tricarboxilicotricarboxilico, lo cual resulta , lo cual resulta en una mineralizacien una mineralizacióón completa de COn completa de CO22 y Hy H22O.O.

La degradaciLa degradacióón anaern anaeróóbica es una importante forma de degradacibica es una importante forma de degradacióón n para el BTEX porque la demanda de oxigeno del microbio para el BTEX porque la demanda de oxigeno del microbio regularmente excede el abastecimiento disponible.regularmente excede el abastecimiento disponible.

La degradaciLa degradacióón anaern anaeróóbica del benceno y bica del benceno y xilenoxileno no se conoce bien.no se conoce bien.

El tolueno y El tolueno y eletilbencenoeletilbenceno han mostrado tener un intermediario han mostrado tener un intermediario comcomúún el n el benzoilbenzoil--CoACoA. Los . Los catecolescatecoles resultantes de la degradaciresultantes de la degradacióón n biolbiolóógica se unen subsecuentemente por gica se unen subsecuentemente por dioxigenasadioxigenasa como se como se mostrmostróó en el caso aeren el caso aeróóbico anterior.bico anterior.

El anillo aromEl anillo aromáático de tico de benzoilbenzoil--CoACoA se reduce y transforma se reduce y transforma subsecuentemente a subsecuentemente a acetilacetil--CoACoA, un importante intermediario , un importante intermediario metabmetabóólico en las clico en las céélulas.lulas.

La habilidad de los organismos para metabolizar el La habilidad de los organismos para metabolizar el xilenoxileno parece parece estar limitado a unos cuantos tipos de organismos de bacterias estar limitado a unos cuantos tipos de organismos de bacterias denitrificantesdenitrificantes que usan este compuesto como un sustrato de que usan este compuesto como un sustrato de crecimiento. Las formas de degradacicrecimiento. Las formas de degradacióón asociada son poco n asociada son poco entendidas.entendidas.

Solventes Solventes clorinadosclorinados. Los HC. Los HC’’s alifaticos clorinados (CAHs alifaticos clorinados (CAH’’s) estas s) estas entre los contaminantes que se encuietran mentre los contaminantes que se encuietran máás frecuentemente en el s frecuentemente en el suelo y el agua subterrsuelo y el agua subterráánea.nea.

Estos CAHEstos CAH’’s orgs orgáánicos estas construidos de la conversinicos estas construidos de la conversióón natural de n natural de los HClos HC’’s tales como el metano, etano o eteno a travs tales como el metano, etano o eteno a travéés de la s de la sustitucisustitucióón de uno o mn de uno o máás s áátomos de H por tomos de H por áátomos de Cl.tomos de Cl.

De forma alterna los compuestos clorinados pueden pasar a un De forma alterna los compuestos clorinados pueden pasar a un estado menos clorinado. Debido a su amplio usos como solventes, estado menos clorinado. Debido a su amplio usos como solventes, CAHCAH’’s son:s son:

Tetracloroeteno (PCE)Tetracloroeteno (PCE)Tricoloroeteno (TCE)Tricoloroeteno (TCE)TretracloruroTretracloruro de carbono (CT)de carbono (CT)Cloroformo (CF)Cloroformo (CF)Cloruro de metileno (MC)Cloruro de metileno (MC)

La biodegradaciLa biodegradacióón de los compuestos de CAHn de los compuestos de CAH’’s ocurren s ocurren principalmente a travprincipalmente a travéés de la oxidacis de la oxidacióón y halogenacin y halogenacióón reductiva.n reductiva.

Sus contrapartes no clorinadas se degradan aerSus contrapartes no clorinadas se degradan aeróóbicamente, la bicamente, la presencia de atomos de cloro inhiben la degradacipresencia de atomos de cloro inhiben la degradacióón aern aeróóbica.bica.

Los mecanismos directos tienenden a ocurrir mLos mecanismos directos tienenden a ocurrir máás con compuestos s con compuestos que estan menos que estan menos clorinadosclorinados..

Compuestos mCompuestos máás s clorinadosclorinados, los cuales proveen de una energ, los cuales proveen de una energíía a indirecta a los organismos y son dependientes del indirecta a los organismos y son dependientes del cometabolismocometabolismopara su degradacipara su degradacióón, son degradados relativamente despacio.n, son degradados relativamente despacio.

Los sistemas que han sido efectivos en el Los sistemas que han sido efectivos en el cometabolismocometabolismo de los de los HCHC’’s clorinados incluyen la enzima de metano monooxigenasa s clorinados incluyen la enzima de metano monooxigenasa producida por una bacteria metanotropica usando sustratos tales producida por una bacteria metanotropica usando sustratos tales como metano o formol y tolueno dioxigenasa producido por una como metano o formol y tolueno dioxigenasa producido por una bacteria desarrollada en el tolueno.bacteria desarrollada en el tolueno.

La transformaciLa transformacióón aern aeróóbica del TCE a travbica del TCE a travéés de la oxidacis de la oxidacióón n cometabcometabóólicalica convierte el TCE a un intermediario TCE convierte el TCE a un intermediario TCE epepóóxidoxido por por una enzima de metano una enzima de metano monooxigenasamonooxigenasa..

El El epepóóxidoxido resultante se disuelve espontresultante se disuelve espontááneamente en agua a un neamente en agua a un dioldiolTCE. El TCE. El dioldiol TCE se colapsa de a acuerdo a dos posibles formas de TCE se colapsa de a acuerdo a dos posibles formas de reaccireaccióón. Bajo condiciones n. Bajo condiciones áácidas el cidas el dioldiol TCE forma un TCE forma un áácido cido glioxilicoglioxilico..

De forma alterna, bajo condiciones bDe forma alterna, bajo condiciones báásicas el sicas el dioldiol TCE forma TCE forma formol con la liberaciformol con la liberacióón una moln una moléécula de CO.cula de CO.

Un segundo mecanismo de biodegradaciUn segundo mecanismo de biodegradacióón para HCn para HC’’s clorinados s clorinados involucra la dehhalogenaciinvolucra la dehhalogenacióón reductiva.n reductiva.

La La dehalogenacidehalogenacióónn reductivareductiva se da en condiciones anaerse da en condiciones anaeróóbicas.bicas.

Este proceso es eficiente cuando el nEste proceso es eficiente cuando el núúmero de sustituciones de mero de sustituciones de halhalóógeno es alto.geno es alto.

Un problema en el uso de biodegradaciUn problema en el uso de biodegradacióón anaern anaeróóbica es que en la bica es que en la biodegradacibiodegradacióón total de alifn total de alifááticos altamente halogenados bajo ticos altamente halogenados bajo condiciones anaercondiciones anaeróóbicas, no se consuma y sus derivados pueden ser bicas, no se consuma y sus derivados pueden ser mmáás ts tóóxicos que el TCE.xicos que el TCE.

La determinaciLa determinacióón de si una biodegradacin de si una biodegradacióón aern aeróóbica o anaerbica o anaeróóbica bica serseráá efectiva es una funciefectiva es una funcióón de la historia del sitio.n de la historia del sitio.

Los microorganismos asociados con una pluma contaminante usarLos microorganismos asociados con una pluma contaminante usarááel electrel electróón receptor que genera la mayorn receptor que genera la mayoríía de la energa de la energíía relativa de a relativa de otros electrones receptores.otros electrones receptores.

Una vez que el receptor optimo es consumido, otro receptor que Una vez que el receptor optimo es consumido, otro receptor que genera menos energgenera menos energíía sera seráá utilizado y el resultado es una jerarquutilizado y el resultado es una jerarquíía de a de zonas e aguas subterrzonas e aguas subterráánea que refleja la historia de la pluma.nea que refleja la historia de la pluma.

En la En la figura 10.11figura 10.11 se muestra un diagrama de la evolucise muestra un diagrama de la evolucióón de la n de la pluma de petrpluma de petróóleo localizada en un aculeo localizada en un acuíífero inicialmente aerfero inicialmente aeróóbico.bico.

El primer limite esta caracterizada por un ambiente rico en oxigEl primer limite esta caracterizada por un ambiente rico en oxigeno, eno, sin embargo cerca de la zona fuente, el oxigeno ha sido consumidsin embargo cerca de la zona fuente, el oxigeno ha sido consumido y o y existe un ambiente anaerexiste un ambiente anaeróóbico que conduce a una biodegradacibico que conduce a una biodegradacióón n del mismo tipo.del mismo tipo.

En esta secciEn esta seccióón hemos examinado solo la superficie del tema general n hemos examinado solo la superficie del tema general de de bioremediacibioremediacióónn de hidrocarburos de hidrocarburos clorinadosclorinados. Otras formas de . Otras formas de reaccireaccióón son posibles, algunas de estas se resumen en las tablas 10.5 n son posibles, algunas de estas se resumen en las tablas 10.5 y 10.6.y 10.6.

Tabla 10.5. Oxidación aeróbica de contaminantes y productos Mecanismo de degradación Componente Condiciones Productos

DCE, VC Aeróbico CO2 Oxidación aeróbica (directa) DCE, VC, DCA, CA,

MC, CM Aeróbico CO2

TCE Aeróbico, donador de electrones (fenoles, tolueno, benceno) CO2

TCE Aeróbico, donador de electrones (tolueno) No reportado Oxidación aeróbica

(cometabolica) TCE, DCE, VC, TCA,

CF, MC Aeróbico donador de electrones (metano, aromáticos, amoniacos) CO2

DCE: Dicloroetano, VC: Cloruro de vinilo, DCA: Dicloroetano, CA: Cloroetano, MC: Cloruro de metileno, CM: Clorometano, TCE: Tricloroetano, CF: Cloroformo, CT: Tetracloruro de carbono

Figura 10.11. Zona redox de una pluma de petróleo típica localizada en un acuífero aeróbico.

Tabla 10.6. Reducción anaeróbica de contaminantes y productos Mecanismo de degradación Componente Condiciones Productos

PCE, TCE, DCE, VC, DCA

Anaeróbico, donador de electrones (hidrógeno o fuente de hidrógeno fermentativas)

Eteno, etano

TCE Anaeróbico, donador de electrones (lactato, metanol butirato, glutamato, 1,2-propaneidol tolueno)

Eteno

PCE, TCE, c-DCE, VC Anaeróbico, donador de electrones

(hidrogeno, propionato o lactato) No reportado

Decloración reductiva anaeróbica

(dehalorespiración)

PCE Anaeróbico, donador de electrones (metanol) No reportado

PCE, TCE, DCE, VC, DCA

Anaeróbico, receptor de electrones (nitratos, sulfatos) electrón donador (hidrógeno)

Eteno, etano

PCE, TCE, CT Anaeróbico, receptor de electrones (nitratos, sulfatos) electrón donador (hidrógeno)

Eteno, metano

Decloración reductiva anaeróbica

(cometabolica)

CT Anaeróbico, receptor de electrones Fe(III) CF, MC

DCE: Dicloroetano, VC: Cloruro de vinilo, DCA: Dicloroetano, CA: Cloroetano, MC: Cloruro de metileno, CM: Clorometano, TCE: Tricloroetano, CF: Cloroformo, CT: Tetracloruro de carbono

ImplementaciImplementacióón. Los conceptos presentados antes puede ser n. Los conceptos presentados antes puede ser implementado en diferentes configuraciones.implementado en diferentes configuraciones.

En la En la figura 10.12figura 10.12 se ilustra la secuencia de eventos que ayudarse ilustra la secuencia de eventos que ayudaráán a n a que cierto diseque cierto diseñño se realice.o se realice.

El punto de partida propuesto es la evaluaciEl punto de partida propuesto es la evaluacióón del sitio. Para esto se n del sitio. Para esto se debe de tomar en cuenta pardebe de tomar en cuenta paráámetros fmetros fíísicos, qusicos, quíímicos y biolmicos y biolóógicos.gicos.

La parLa paráámetros fmetros fíísicos claves son aquellos que impactan procesos en sicos claves son aquellos que impactan procesos en el subsuelo tales como el flujo y el transporte de masa, es deciel subsuelo tales como el flujo y el transporte de masa, es decir, r, porosidad, permeabilidad, grado de saturaciporosidad, permeabilidad, grado de saturacióón y contenido orgn y contenido orgáánico nico en el suelo.en el suelo.

El diseEl diseñño del nutriente y el sistema receptor de electrones depende o del nutriente y el sistema receptor de electrones depende de los parde los paráámetros del subsuelo.metros del subsuelo.

Los parLos paráámetros qumetros quíímicos ayudan a definir el sitio y su potencial de micos ayudan a definir el sitio y su potencial de bioremediacibioremediacióónn..

La determinaciLa determinacióón de la distribucin de la distribucióón de concentracin de concentracióón para el sitio n para el sitio provee una lprovee una líínea base contra la cual el cambio en la distribucinea base contra la cual el cambio en la distribucióón de n de la concentracila concentracióón resultn resultóó usando una estrategia de usando una estrategia de bioremediacibioremediacióónnimplementada puede ser comparada.implementada puede ser comparada.

La examinaciLa examinacióón de varias especies contaminantes presentes, n de varias especies contaminantes presentes, especialmente productos de la biodegradaciespecialmente productos de la biodegradacióón de reacciones n de reacciones ququíímicas, proveen una visimicas, proveen una visióón de los mecanismos de degradacin de los mecanismos de degradacióón.n.

El conocimiento de niveles del substrato son una ayudan para El conocimiento de niveles del substrato son una ayudan para evaluando el potencial de introducir una colonia microbiana.evaluando el potencial de introducir una colonia microbiana.

La concentraciLa concentracióón de electrones donadores como el tolueno o fenol, n de electrones donadores como el tolueno o fenol, ayudan a asegurar el ayudan a asegurar el ééxito de la xito de la cometabolizacicometabolizacióónn espontespontáánea de nea de contaminantes.contaminantes.

El contenido de oxigeno determinarEl contenido de oxigeno determinaráá donde las condiciones donde las condiciones aeraeróóbicos o anaerbicos o anaeróóbica estbica estáán presentes en un sitio.n presentes en un sitio.

La concentraciLa concentracióón de otros receptores de electrones como el oxigeno, n de otros receptores de electrones como el oxigeno, tales como el sulfato o nitratos, indican donde los receptores dtales como el sulfato o nitratos, indican donde los receptores de e electrones son adecuado para la biodegradacielectrones son adecuado para la biodegradacióón aern aeróóbica.bica.

Los niveles de nutrientes indicaran donde el ambiente microbianoLos niveles de nutrientes indicaran donde el ambiente microbianorequiere la adicirequiere la adicióón de nutrientes.n de nutrientes.

Figura 10.12. Selección típica e implementación para una bioremediación in situ