BiorremediacinBiorremediacin

Thelmo L ChauDpto. de Ingeniera QumicaInstituto de Investigaciones TecnolgicasUniversidad de Santiago de Compostela

Biodegradacin y biorremediacin

BIODEGRADACION, se refiere al proceso natural mediante el cual bacterias u otrosmicroorganismos alteran y convierten molculas orgnicas en otras sustancias, comocidos grasos y CO2

BIORREMEDIACIN, adicin de materiales a ambientes contaminados para producir una aceleracin del proceso natural de biodegradacin

FERTILIZACIN, mtodo de biorremediacin de adicin de nutrientes, como N o P a un medio contaminado para estimular el crecimiento de microorganismos nativos.

INOCULACIN, adicin de microorganismos a un sitio contaminado, los cualespueden adicionarse junto con nutrientes

Biodegradacin

Biodegradacin

FotooxidacinInteraccin departculas finas

Dispersin

Disolucin

Emulsificacin

Evaporacin

Spreading

Sedimentacin

Adsorcin y penetracin

Migracin

Biodegradacin y biorremediacin

Principales microorganismos degradadores de petrleo

Velocidad de degradacin: HC saturados > aromticos ligeros > aromticos de alto PM > asfaltenos, resinas

Todos los ecosistemas acuticos y marinos contienen algn tipo de microorganismosdegradadores de petrleo

Su cantidad y diversidad depende de la exposicin de las aguas a los HC

BacteriasAchrornobacterAcinetobacterActinomycesAeromonasAlcaligenesArthrobacterBacillusBeneckeaBrevebacteriumCoryneformsErwiniaFlavobacteriumKlebsiella

LactobacillusLeumthrixMoraxellaNocardiaPeptococcusPseudomonasSarcinaSpherotilusSpirillumStreptomycesVibrioXanthomyces

HongosAllescheriaAspergillusAureobasidiumBotrytisCandidaCephalosporiumCladosporiumCunninghamellaDebaromycesFusariumGonytrichumHansenulaHelminthosporiumMucor

OidiodendrumPaecylomysesPhialophoraPenicilliumRhodosporidiumRhodotorulaSaccharomycesSaccharomycopisisScopulariopsisSporobolomycesTorulopsisTrichodermaTrichosporon

Ventajas y desventajas de la bioremediacin

Generalmente solo origina cambios fsicos menores sobre el medioCuando se usa correctamente no produce efectos adversos significativos

Puede ser til para retirar algunos de los compuestos txicos del petrleo

Ofrece una solucin mas simple y completa que las tecnologas mecnicas

Menos costosa que otras tecnologas

Ventajas

Ventajas y desventajas de la bioremediacin

Para muchos tipos de vertidos su efectividad no ha sido determinadaMuy difcil aplicacin en el mar

Tiempo necesario para actuacin es largo

Su implementacin es especfica para cada lugar contaminado

Su optimizacin requiere informacin sustancial acerca del lugar contaminado y lascaractersticad del vertido

Desventajas

Principales caractersticas de los mtodos de biorremediacin

ADICION DE NUTRIENTESAplicado para superar la principal limitacin sobre la velocidad de la biodegradacinnatural de petrleo

De los tres mtodos de biorremediacin, ha sido el ms estudiado, y actualmente se presenta como el de ms factible aplicacin para la mayora de vertidosNo hay indicios de que la fertilizacin origine aumento en la poblacin de algas u otro impacto significativo adverso

Principales caractersticas de los mtodos de biorremediacin

INOCULACINAplicado para aprovechar la ventaja de las especies de microorganismos maseficientes en la degradacin de petrleo

Los resultados de pruebas de campo, no han sido concluyentes

USO DE MICROORGANISMOS MODIFICADOS GENETICAMENTE

Probablemente no es necesario en la mayora de los casos debido a la amplia variedadde microorganismos naturales

Uso potencial para degradar componentes de petrleo que no son degradados pormicroorganismos no modificados

Su desarrollo y utilizacin debe afrontar importantes restricciones legales

Factores que afectan la biodegradacin del petrleo

Rango de temp: -2 35 CMenor degradacin a menor temperatura

25 5 C; la vel. de degradacin disminuye 10 vecesMenor volatilidad, mayor viscosidad

Temperatura

Oxgeno Su disponibilidad no suele ser limitante en ambientes marinosLa biodegradacin aerobia es mucho mayor que la anaerobiaDepende de su ubicacin en el ambiente marino, por ejemploes mucho menor en sedimentos, playas de baja energa, etc.

Nutrientes Su disponibilidad suele ser mas limitante que la de O2La mayora de los ambiente marinos son deficiente en algunosnutriente esenciales como N, P o Fe

Relacin C/N/P necesaria: 120:10:1

Ejemplo: Exxon Valdez, Alaska Mar.1989

Aplicacin de nutrientes a 110 millas de playa contaminada (Prince Williams Sound)

Puntos clave en el proceso de biorremediacin:Inicio inmediato de un estudio para determinar si la adicin de nutrientes era una

tecnologa apropiada para este vertidoAplicacin por parte de Exxon de nutrientes a 110 millas de playaEstudios adicionales de EPA para evaluar las tcnicas de aplicacin de nutrientesPrograma de larga duracin para monitorizar las playas tratadasEvaluacin del potencial de la utilizacin de microoganismos a esas playas para

favorecer la biodegradacin

Tipos y mtodos de nutrientes aplicados:de liberacin lentasolubles en agua aplicados en forma de briquetas y granulares, o con aspersoresnutriente oleoflico lquido (Inipol EAP 22: urea, fosfato, butoxy-1-etanol, cido

olico)

Ejemplo: Exxon Valdez, Alaska Mar.1989

Ejemplo: Exxon Valdez, Alaska Mar.1989

Resultados:Se incremento velocidad de biodegradacin entre 2 y 4 veces mediante la

aplicacin de nutrientesLa utilizacin de aspersores en la aplicacin de nutrientes solubles en agua

result la mas efectiva, aunque de muy difcil aplicacin a gran escala.EPA determin que el mtodo mas prctico para estas playas era la aplicacin de

nutrientes oleoflicos (superficial) y granulares de liberacin lenta (superficial + sub-superficial).

Temas clave de investigacin

Estudio de los parmetros ambientales que regulan la velocidad y extensin de ladegradacin en diferentes ambientes

Mejorar los mtodos para incrementar el crecimiento y actividad de las bacteriasdegradadoras de petrleo

Desarrollo de mejores tcnicas analticas para medir y monitorizar la efectividadde la biodegradacin

Validacin del trabajo de laboratorioInvestigar posibles medidas para degradar los compuestos mas recalcitrantes

Mejorar el conocimiento sobre la microbiologa de la comunidad de microorganismos involucrados en la biodegradacin

Estudio a nivel gentico de la regulacin de la biodegradacin