Biorremediación de suelos y subsuelos

LA CONTAMINACIÓN Y LA BIORREMEDIACIÓN DE SUELOS

 

Un suelo contaminado es aquél que ha superado su capacidad de amortiguación para una o varias sustancias, y como consecuencia, pasa de actuar como un sistema protector a ser causa de problemas para el agua, la atmósfera y los organismos.

 

Al mismo tiempo se modifican sus equilibrios biogeoquímicos y aparecen cantidades anómalas de determinados componentes que originan modificaciones importantes en las propiedades físicas, químicas y biológicas del suelo.

 

Los suelos tienen propiedades físicas y químicas muy diferentes, pero además están sometidos a distintas variaciones en la humedad, el pH y las condiciones redox. El problema es que cuando un espacio se encuentra contaminado afecta a varios medios como el aire, las aguas superficiales, las aguas subterráneas, el suelo y los receptores potenciales. Además, es una contaminación dinámica porque al moverse los contaminantes en el terreno a través de las capas más permeables se facilita su dispersión y esto hace que aumente el área afectada.

 

La contaminación del suelo debida a fuentes antropogénicas (causadas por el hombre) se debe fundamentalmente a :

 

• Ciertas prácticas agrícolas, como el uso abusivo de fertilizantes y pesticidas inorgánicos, así como el uso de aguas residuales y abonos orgánicos.
• Las explotaciones mineras y de procesado que incorporan al suelo elementos tóxicos procedentes de las minas.
• El transporte, como lo demuestran los suelos contaminados en los alrededores de carreteras.
• Los procesos industriales, debido, por una parte, a las emisiones que pueden depositarse en suelos y vegetación, y por otra a los residuos industriales.

 

Los contaminantes más habituales que se pueden encontrar en los suelos son los siguientes:

 

• Metales pesados
• Hidrocarburos no halogenados: PAHs
• Hidrocarburos halogenados
• Aceites minerales
• Pesticidas

TIPOS DE CONTAMINACIÓN DEL SUELO Y EL SUBSUELO

 

Hay distintas formas  de contaminar el suelo y los acuíferos, los contaminantes orgánicos del suelo son de naturaleza muy variable: cuando se rompen los tanques de almacenamiento subterráneo  de combustibles , el cual es un método seguro de almacenamiento de sustancias inflamables, sin embargo, estos pueden fracturarse debido a la carga de tierra alrededor y las vibraciones del tráfico;  los plaguicidas que se utilizan en el campo para eliminar  la fauna nociva, el uso excesivo de fertilizantes para estimular el crecimiento de los cultivos , teniendo estos compuestos la presencia de nitrógeno, fósforo y potasio, entre otros. Por filtraciones del alcantarillado o por acumulación de productos industriales, es por esto que los contaminantes más comunes encontrados en el suelo son: metales pesados, hidrocarburos, aceites minerales,  pesticidas, plásticos,  ácidos industriales y microorganismos patógenos.

LA BIORREMEDIACIÓN DE SUELOS CONTAMINADOS CON CARGAS ORGÁNICAS

 

La biorremediación es una tecnología que usa un elemento biológico (microorganismos, hongos y levaduras) para eliminar contaminantes de un lugar (suelo, aguas, fangos, lodos).  Esta tecnología permite que los microorganismos degraden los desechos contaminantes (Hidrocarburos, grasas) en productos menos tóxicos, además de concentrar e inmovilizar en productos menos pesados, minimizando así las áreas afectadas y efectos tóxicos para el medio ambiente.

 

El proceso de remediación existe hoy en día en la tierra, es decir de manera natural, pues ante una carga contaminante el medio ambiente busca el equilibrio para mantener la estabilidad de nutrientes en los suelos y subsuelos resultando en una degradación natural. Cuando la carga contaminante es muy alta y desequilibra el sistema, es necesario adicionar microorganismos y/o biosurfactantes además de los nutrientes faltantes en el medio como nitrógenos y fosfatos, garantizando así condiciones óptimas para que los microorganismos tengan la capacidad de metabolizar los componentes tóxicos.

 

Para realizar el proceso de biorremediación en suelos  es necesario establecer unas condiciones ambientales apropiadas tales como pH, temperatura, el aceptor final de electrones (oxígeno) en procesos aerobios, concentraciones de contaminante no tóxicas para los microorganismos y adecuadas condiciones de humedad y conductividad del medio. La ausencia de alguno de estos factores puede limitar la actividad biológica, por lo tanto, el desarrollo y la aplicación de esta tecnología (biorremediación) busca optimizar los procesos, mejorando condiciones para: aumentar la cantidad de microorganismos o su respectiva manipulación genética para degradar compuestos específicos y tóxicos.

 

La biorremediación consiste en una serie de técnicas según el proceso para el tratamiento del punto deseado, en este caso suelos.  Una de las técnicas usadas es el Bioventing  (inyección de aire) que consiste en un tratamiento in situ donde se realiza una ventilación forzada  mediante la inyección de oxígeno en la zona no saturada del suelo. Esta aireación permite degradar los hidrocarburos por volatilización y por biodegradación lograr la estimulación de la actividad microbiana.

 

Las biopilas son un tratamiento ex situ de reducción de la concentración de contaminantes en suelos excavados mediante el uso de la biodegradación. Las pilas  son echas de material biodegradable formadas por suelo contaminado y compost  para el desarrollo del proceso de biodegradación.

 

La atenuación natural  consiste en una técnica in situ donde se usan los procesos físico-químicos de interacción contaminante-suelo y la biotransformación natural en el medio.  Se produce mediante diversas reacciones químicas que contribuye a la disminución del contaminante.

CÓMO FUNCIONA NUESTRA TECNOLOGÍA DE BIORREMEDIACIÓN DE SUELOS

 

Antes de aplicar el tratamiento al suelo contaminado es necesario hacer una caracterización de este que permita:

 

• la identificación de los contaminantes presentes
• la determinación de propiedades físico-químicas y toxicológicas de los contaminantes presentes
• las características geológicas, hidrogeológicas y demográficas del emplazamiento
• la determinación de la migración de la contaminación
• el alcance y magnitud de la misma

 

La finalidad de una caracterización es determinar el alcance de las operaciones de remediación.

Una vez que se conocen las características de la contaminación y del suelo, y se concluye que puede aplicarse la biorremediación, entonces se tiene que decidir si la biorrecuperación en suelos contaminados puede llevarse a cabo “In Situ”, o bien “Ex Situ”, excavando el terreno y tratándolo a pie de excavación o en instalaciones aparte.

Nuestro método de trabajo es in situ. Es la opción más adecuada para la recuperación de suelos, ya que no es necesaria la preparación y excavación del material contaminado.

 

El proceso de tratamiento consiste en inocular cepas microbianas que han sido potencializadas por casa matriz (sin alteración genética) para que actúen con mayor rapidez y eficacia. Además, se emplean biosurfactantes para ayudar al lavado de contaminantes del suelo, este tipo de biorremediación se conoce como bioaumentación y es el que aplicamos en nuestra compañía.

Hemos desarrollado alternativas para favorecer dichos procesos de bioaumentación conjugado con la alta eficiencia de nuestros productos. A través de la inyección de aire con sistemas permanente de aireación (marca propia) favorecemos la oxigenación, reducimos gradientes de concentración de los productos biodynamic y finalmente favorecemos el contacto de los microorganismos con su sustrato (contaminantes). De esta manera reducimos los tiempos normales de biorremediación.

 

Los microorganismos Biodynamic han sido diseñados para tener la capacidad de trasformar y metabolizar aeróbicamente (la respiración aerobia es la ruta más eficaz en los procesos de biorremediación, ya que soporta un rango más amplio de reacciones de oxidación) un gran número de compuestos tóxicos y peligrosos de un suelo y subsuelo contaminado hasta dióxido de carbono, agua y masa celular microbiana (mineralización), de manera que la contaminación va a ir disminuyendo.

 

Esto quiere decir que a los microorganismos Biodynamic tienen afinidad por compuestos químicos que son tóxicos para la naturaleza (como por ejemplo pesticidas, gasóleo, gasolina, aceites y ciertos compuestos orgánicos halogenados.)

 

Los resultados dependerán del nivel de contaminación, del tipo y duración de los contaminantes implicados y de las propias condiciones ambientales del terreno, las cuales son claves para el crecimiento de los microorganismos que llevan a cabo la recuperación.

 

A continuación se mencionan algunos factores que condicionan la actividad metabólica de los microorganismos y la tasa de biodegradación en suelos y subsuelos:

 

• biodegradabilidad de los contaminantes presentes
• presencia de componentes inhibidores de esta degradación
• temperatura del suelo
• cantidad de oxígeno en el suelo
• cantidad de agua en el suelo
• pH del suelo
• concentración de nutrientes en el suelo
• solubilidad (biodisponibilidad) de los contaminantes presentes

 

Garantizar las condiciones óptimas permitirá que los microorganismos se adapten y entonces requieran mayor cantidad de sustancias químicas para digerir y la biodegradación será más eficiente.

VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA BIORREMEDIACIÓN DE SUELOS

Nuestra tecnología de biorremediación de suelos y nuestros clientes