sábado, 25 de julio de 2015

BIOBARRERAS o BARRERAS BIOLÓGICAS

La barrera biológica es una estrategia de biorremediación “in situ” que consiste en el establecimiento de una barrera con materiales que estimulan la actividad biológica y reaccionan con el contaminante, para interceptar  y tratar la pluma generada por dicho contaminante.

En el caso del uso de fertilizantes nitrogenados se propone la utilización de dos tipos de barreras biológicas.

Disposición de Biobarreras:
  •   O2+ bacterias nitrificantes: el oxígeno favorece la nitrificación del nitrógeno que llevan a cabo las bacterias nitrificantes.
  • Bacterias desnitrificantes: con el fin de reducir el nitrato producido en la barrera anterior, a nitrato gas. Además se le añade un reductante (etanol) para mantener las condiciones anaeróbias que requiere el proceso de desnitrificación.


LA PRIMERA BARRERA SERÁN ORGANISMOS NITRIFICANTES Y LA SEGUNDA DESNITRIFICANTES.


jueves, 9 de julio de 2015

BIOVENTING

Una de las técnicas de biorremediación “in situ” es el bioventing, que se suele usar para suelos profundos contaminados que se hallen en la zona insaturada. En esta técnica se suministran nutrientes y oxígeno al suelo para biorremediar y se extrae el contaminante con una bomba de vacío. Se puede tratar de tres formas: filtración biológica, carbón activo o combustión. Además de los contaminantes absorbidos que son susceptibles de biodegradación, la lenta circulación del aire favorece la degradación de contaminantes semivolatiles a medida que son transportados por el subsuelo.

Es una tecnología a medio y largo plazo, y a diferencia del “venting”, el “bioventing” utiliza caudales de aire reducidos para aportar únicamente el oxígeno necesario para mantener la actividad microbiana.

Aplicación:
Esta tecnología se aplica principalmente a suelos contaminados por compuestos biodegradables:
-          Hidrocarburos del petróleo
-          Disolventes
-          Aceites minerales
-          Queroseno
-          Algunos pesticidas

Ventajas:
Desde el punto de vista práctico, la principal ventaja de esta tecnología es el minimo impacto sobre el suelo y la superficie, por lo que es perfectamente compatible con cualquier actividad. Y a la vez resulta ser una alternativa altamente competitiva por su facilidad de operación y bajas necesidades de control.

Limitaciones:

Como las demás técnicas de birremediacion “in situ”, es una tecnología a medio y largo plazo, con periodos de operación habitualmente superiores a los dos años. No es eficiente es suelos poco permeables o saturados.

Bioventing. Biorremediación "in situ"


BIOESTIMULACIÓN Y BIOAUMENTACIÓN

Bioestimulación
                Se conoce como la introducción de modificaciones en el medioambiente para estimular la actividad biológica de los microorganismos autóctonos. Esto se realiza mediante la inyección de líquidos o gases, que pueden:

-               Aporte de nutrientes.
-               Aireación. Inyección de oxígeno.
-               Aporte de donadores y aceptores de electrones.
-               Aporte de cometabólicos.
-               Ajuste de pH.

Bioaumentación
Es la adición de microorganismos, con el fin de facilitar la eliminación de los contaminantes y así potenciar y optimizar la remediación.
La implantación de esta técnica depende de varios factores:

-               Tamaño de la población microbiana.
-               Supervivencia de los microorganismos añadidos, en lo que respecta a:
·         Competir con la población autóctona.
·         Sobrevivir a los depredadores.
·         Posibilidad de aclimatación previa.

ESTRATEGIAS DE BIORREMEDIACIÓN

IN SITU
EX SITU
Intrínseca
Land Farming
Bioaumentación
Compostaje
Bioestimulación
Biopilas
Bioventing
Biorreactores
Biosparging
Slurry phase
Barreras biológicas



Biorremediación “in situ”

                Todas aquellas estrategias de biorremediacion que se realizan en el lugar de la contaminación y en la que se tratan aguas subterráneas, suelo o arenas contaminadas sin moverlo del lugar donde se encuentran.

                Ventajas:
-          Menor exposición para los trabajadores.
-          Funciona mejor con contaminantes muy diluidos o dispersos, o de difícil acceso.

Biorremediación “exsitu”

                Es una estrategia que se realiza fuera del lugar de la contaminación y en la que se trata el agua subterránea, suelo o arena contaminada por procesos de excavación y traslado del medio contaminado. Son estrategias con costes mas elevados.

                Ventajas:
-          Técnica de tratamientos más rápidos.
-          Mayor variedad de contaminantes a tratar.
-          Optimización de los parámetros microbiológicos.


Ámbito de aplicación

El ámbito actual de aplicabilidad de la biorremediación es amplio, pudiendo considerarse como objeto de la misma cada uno de los estados de la materia:
-          Solidos: aplicaciones sobre medios contaminados como suelos o sedimentos, o bien directamente en lodos, residuos, etc.
-          Liquido: aguas superficiales y subterráneas, aguas residuales.
-          Gases: emisiones industriales, así como productos derivados del tratamiento de aguas y suelos.

También se puede realizar una clasificación en función de los contaminantes con los que se puede trabajar:
-          Hidrocarburos de todo tipo: alifáticos, aromáticos como los BTEX (benceno, tolueno, etilbenceno y xilenos), aromáticos policíclicos (PAH –Polycyclic Aromatic Hydrocarbons-) y todos los productos compuestos por mezclas de aquellos (gasolina, queroseno, gasoil, fuel oil, crudo, etc.).
-          Hidrocarburos clorados: pesticidad, herbicidas, bifenilos policlorados (PCBs), tricloroetileno (TCE), percloroetileno (PCE) y otros.
-          Productos nitroaromáticos: trinitrolueno (TNT) y otros.
-          Metales pesados.
-          Otros contaminantes: compuestos organofosforados, dioxinas, cianuros, fenoles, etc.

Bibliografia


  • Capítulo 3: Biorremediación: conceptos esenciales y ámbitos de aplicación. Biotecnología y medioambiente. Irma Marín, José Luis Sanz, Ricardo Amils. Editorial Ephemera, septiembre 2005.

En las próximas entradas entraremos a profundizar en cada una de las estrategias de biorremediación, no dudéis en visitarnos, un saludooo.

domingo, 5 de julio de 2015

DIVERSIDAD FISIOLÓGICA DE LOS MICROORGANISMOS

Todas las células requieren energía y un método que permita conservarla para otros usos. En la naturaleza la energía puede obtenerse a partir de tres fuentes: compuestos orgánicos, compuestos inorgánicos y la luz.

        -  FOTÓTROFO: organismo que utiliza la luz como fuente de energía.
  
        -  QUIMIOTROFO: organismo que obtiene energía y poder reductor de la oxidación de elementos 
           químicos.

        -  QUIMIOLITOTROFO: organismo que obtiene la energía de la oxidación de compuestos            
           inorgánicos.

        -  QUIMIORGANOTROFO: organismo que obtiene la energía de la oxidación de compuestos 
           orgánicos.

        -  AUTÓTROFO: organismo capaz de biosintetizar todo el material celular a partir del CO2      
           como única fuente de carbono.

        -  HETERÓROFO: organismo que utiliza el carbono orgánico como fuente de carbono.
   
        -   FOTOAUTÓTROFO: organismo que utiliza la luz solar como fuente de energía y el CO
           como fuente de carbono.

        -   FOTOHETERÓTROFO: organismo que utiliza la luz solar como fuente de energía y       
           materia orgánica como fuente de carbono.

        -   QUIMIOLITOAUTÓTROFO: organismo que obtiene la energía de la oxidación de 
           compuestos inorgánicos y el CO2 como fuente de carbono.
  
        -   QUIMIOLITOHETERÓTROFO: organismo que obtiene la energía de la oxidación de      
           compuestos inorgánicos y utiliza el carbono orgánico como fuente de carbono.
  
        -  QUIMIORGANOHETERÓTROFO: organismo que obtiene su energía de la oxidación de     
           compuestos orgánicos y utiliza el carbono orgánico como fuente de carbono.
     
            







FUENTE DE CARBONO


AUTÓTROFO
(CO2)


HETERÓTROFO
(Carbono orgánico)





FUENTE DE ENERGÍA

FOTÓTROFO (Luz solar)


Fotoautótrofo

Fotoheterótrofo

QUIMIOTROFO
(Compuestos químicos)

LITÓTROFO (Inorgánicos)


Quimiolitoautótrofo

Quimiolitoheterótrofo

ORGANOTROFO
(Orgánicos)



Quimiorganoheterótrofo
       Fuente: Creación propia

      Bibliografía:

Universidad Pablo de Olavide. Asignaturas Microbiología y Biorremediación.

Madigan, M. et al. (2009). Brock, Biología de los microorganismos. Editorial PEARSON.

     



BIORREMEDIACIÓN

      La biodegradación o biotransformación de compuestos peligrosos sin intervención técnica. Llevada a cabo por microorganismos autóctonos que utilizan el potencial metabólico y enzimático para mineralizar los contaminantes o bien degradarlos hasta productos intermedios en anaerobiosis o anaerobiosis. La tecnología se limita al monitoreo y predicciones de los procesos naturales. Componente de la atenuación natural.

      Atenuación natural: concepto de biorremediación intríseca expandido para incluir otros procesos naturales físicos y químicos, dilución, absorción, volatilización, reacciones químicas.
La principal ventaja de esta técnica es su bajo coste, ya que dejamos que los microorganismos actúen por si solos.

Requieren:

-          Eliminación del origen de contaminación y aislamiento de la zona contaminada.

-          Seguimiento riguroso del proceso que confirme la biodegradación.
·         Análisis en el tiempo
·         Aparición de productos de biodegradación
·         Disminución de la concentración de contaminante
·         Cambio en la concentración de aceptores de electrones
·         Existencia de actividad microbiana
·         Descripción de los mecanismos de degradación

-          Evaluación sobre los seres vivos y el ecosistema

-          Debe ser evaluada junto con otras alternativas y solo debe ser seleccionada si cumple los objetivos.

      Además de todo esto, deben darse las condiciones ideales para la biorremediación: que el contaminante sea metabolizado y que el producto obtenido de la biodegradación no sea peligroso.

En la naturaleza se dan diversos factores, que pueden impedir estas condiciones:

-          Carencia de nutrientes esenciales (N y P)
-          Ausencia de aceptores de electrones
-          Inexistencia de condiciones M.A apropiadas (pH, redox)
-          Ausencia de poblaciones microbianas con el potencial enzimático adecuado
-          Baja solubilidad del contaminante en agua
-          Concentraciones excesivas del contaminante

-          Presencia de componentes tóxicos en la mezcla contaminante