PROCESOS DE BIORREMEDIACION. Unidad 1: Tarea 2 – Técnicas de Biorremediacion
Laura Vanesa Becerra Duran Codigo: 1.090.414.535 Grupo: 358025-54
Director: Yesid Sánchez Acosta
Universidad Nacional Abierta Y A Distancia “Unad”
Ingeniería Ambiental
San José de Cúcuta Marzo de 2017
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CUADRO COMPARATIVO DE LAS TÉCNICAS IN SITU DE BIORREMEDIACIÓN
técnica
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definición
ventaja
desventaja
factores químicos, físicos y biológicos
Contaminantes Tratables
consiste en la complementación del medio en el cual se encuentran los microorganismos con nutrientes o condiciones adecuadas: nitratos, fosfatos, aceptores de electrones (oxígeno) o ajustes de pH (Gallego et al, 2001; Gallego et al, 2005).La Bioestimulación in situ se usa satisfactoriamente en el tratamiento de suelos, lodos y aguas subterráneas contaminados con hidrocarburos, deri vados del petróleo, pesticidas, disolventes, conservantes de la madera y otras sustancias químicas orgánicas.
Posibilidad de aplicarse in situ o ex situ - Bajo coste de operación - Apenas se generan residuos - No requiere de equipamientos especializados para su aplicación
- Componentes muy pesados abundantes en la mezcla. - Mezcla de compuestos orgánicos e inorgánicos -Concentraciones tóxicas - Escasa actividad microbiana - Ambientes anóxicos - pH extremos -Temperaturas baja
Abundancia de hidrocarburos alifáticos lineales y escasa presencia de resinas y asfaltenos - Concentraciones bajas - Presencia de poblaciones microbianas diversas - Adecuada oxigenación - pH = 6-8 - Temperaturas superiores a 15 ºC.
Hidrocarburos, deriva dos del petróleo,pesticidas, disolventes, conservantes de la madera, otras sustancias químicas orgánicas.
Velocidad del tratamiento: Lenta. Costo Economico:Bajo.
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es una técnica de tratamiento biológico in situ que combina la ventilación mecánica de los COV con la utilización de microorganismos autóctonos para degradar compuestos orgánicos adsorbidos por el suelo en la zona no saturada. Mediante esta tecnología, la actividad de las bacterias es estimulada introduciendo un flujo de aire en la zona no saturada por medio de pozos de inyección. Si fuera necesario, también se añadirían nutrientes para favorecer el proceso.
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.
Como las demás técnicas de birremediacion “in
A pesar de no ser una técnica aplicable a la eliminación de situ”, es una compuestos inorgánicos, tecnología a medio y la biorremediación puede largo plazo, con ser usada para cambiar la periodos de valencia de algunos de operación esos compuestos para habitualmente que puedan ser superiores a los dos adsorbidos en el suelo o años. No es eficiente bioacumulados en micro y es suelos poco macroorganismos. permeables o Velocidad el tratamiento: saturados. Media. Costo Economico:Bajo.
Hidrocarburos derivados del petróleo, disolventes no clorados, algunos pesticidas, conservantes de la madera, otros compuestos orgánicos
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tecnología que utiliza el vacío y la actividad de los microorganismos para la remediación de suelos contaminados con hidrocarburos. Consiste en extraer a vacío aire del suelo, favoreciendo el flujo de nuevo aire a esta zona, lo que se aprovecha para estimular la actividad de los microorganismos capaces de degradar contaminante s orgánicos. Al extraer a vacío va a salir aire y agua proveniente del acuífero o de la zona capilar, por lo que será necesario separar ambas fases para su tratamiento en la superficie
Gracias a este mecanismos pueden ser extraídos los hidrocarburos m enos densos que el agua que se encuentran flotando sobre el nivel freático y en el agua capilar. Es una tecnología rentable que combina la descontaminación de la zona no saturada con la extracción de compuestos contaminantes que se encuentran flotando en el agua subterránea.
Al extraer a vacío va a salir aire y agua proveniente del acuífero o de la zona capilar, por lo que será necesario separar ambas fases para su tratamiento en la superficie.
. Es aplicable incluso en zonas donde el nivel freático se encuentra a más de 10 metros de profundidad.
Hidrocarburos derivados del petróleo
Velocidad el tratamiento: Media. Costo Económico: Bajo.
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es una técnica biológica que en el detalle se puede subdividir en varios aspectos, que corresponden a distintas posibilidades de aplicación de las plantas a la remediación de problemas producidos por la contaminación. N ÓI C AI a ci
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La planta debe ser capaz de producir biomasa abundante en poco tiempo. La ventaja más notable de la fitorremediación radica en su bajo coste.
No cualquier planta El pH del medio debe vale, se requieren las controlarse en continuo denominadas para optimizar la “hiperacumuladoras”: captación del metal. Es plantas que poseen necesario controlar la capacidad de procesos de especiación acumular y tolerar 10- e interacciones entre 100 veces más un especies que puedan determinado metal darse en el medio. comparado con las Funciona como un plantas normales. biorreactor, y requiere 2. Las plantas mantenimiento intensivo. hiperacumuladoras acumulan un solo metal, y hasta ahora no se han encontrado hiperacumuladoras para toda la diversidad de metales pesados asociados a la actividad minera. 3. Muchas hiperacumuladoras crecen lentamente, y poseen una escasa biomasa. 4. Se conoce muy poco de las características agronómicas de muchas de estas plantas, tales como sus requerimientos
En este caso, la presencia de plantas sobre la escombrera atenúa los efectos de dispersión de los materiales que la constituyen por el viento o el agua, y favorecen la generación de un suelo que actúa como una barrera, evitando parcialmente la emisión de los contaminantes que contiene.
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de fertilizantes, y su susceptibilidad a enfermedades o ataques por los insectos. Consiste en la perforación de pozos por encima del nivel freático, en los que se genera un vacío, de forma que se bombean los COV contenidos en el suelo. s er o s p a a ci v mí e d u q n o ió ci c si ar
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Los pozos de extracción pueden combinarse con pozos de inyección de aire para favorecer la evaporación de los contaminantes
La técnica no sería aplicable para la eliminación de petróleos pesados, metales, P CB o dioxinas, pero como el proceso implica el flujo continuo de aire por el suelo, esto a menudo promueve la biodegradación in situ de estos compuestos orgánicos de volatilidad baja.
Volatilidad: cuanto mayor sea la volatilidad de los contaminantes más fácilmente serán extraídos. Adsorción: no son métodos válidos cuando el suelo presenta una alta capacidad de adsorción, ya que los contaminantes van a estar retenidos en el suelo. Permeabilidad al aire: se generará una corriente de aire favorable cuanto más poroso sea el suelo. Temperatura: favorece la volatilidad. Humedad: desfavorable, los COV quedarán en el agua que hay en los poros al extraerlos y su tratamiento ex situ ya no puede ser el de una corriente gaseosa.
COV, algunos derivad os del petróleo
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Consiste en la introducción de aire por debajo del nivel freático a través de canales excavados verticales u horizontales. Estos últimos permiten el tratamiento de una mayor área. El aire inyectado hace burbujear la zona saturada y se desplaza el equilibrio vaporlíquido, volatilizándose los COV más insolubles, que se suelen extraer mediante un sistema de extracción de vapores,
el oxígeno añadido en la corriente de entrada a las aguas y al suelo de la zona no saturada estimula el crecimiento de microorganismos y, por tanto, la biodegradación de contaminantes por debajo y por encima del nivel freático.
Esta tecnología es diseñada para funcionar con altos caudales de aire para mantener el contacto entre aguas subterráneas y suelo y aumentar la cantidad de agua subterránea tratada.
Volatilidad: cuanto mayor sea la volatilidad de los contaminantes más fácilmente serán extraídos. Adsorción: no son métodos válidos cuando el suelo presenta una alta capacidad de adsorción, ya que los contaminantes van a estar retenidos en el suelo. Permeabilidad al aire: se generará una corriente de aire favorable cuanto más poroso sea el suelo. Temperatura: favorece la volatilidad. Humedad: desfavorable, los COV quedarán en el agua que hay en los poros al extraerlos y su tratamiento ex situ ya no puede ser el de una corriente gaseosa.
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Se basa en el aprovechamiento y potenciación los procesos naturales para eliminar o reducir la contaminación en los suelos y las aguas subterráneas. La atenuación natural tiene lugar en la mayoría de las áreas contaminadas, pero para que se produzca a ritmo suficiente como para que se pueda considerar un mecanismo efectivo de descontaminación deben darse las condiciones adecuadas en el subsuelo para que se produzca la descontaminación de forma efectiva.
en presencia de oxígeno (condiciones aerobias)los microorganismos convertirían en última instancia los contaminantes en dióxido de carbono, agua y masa celular microbiana. Se habla De biodegradación aerobia o bien de biorremediación aerobia. • En el caso de escasez de oxígeno (condiciones anaeróbicas), los microorganismos producen otros compuestos, dependiendo de los aceptores de electrones disponibles (nitrato, sulfato, formas oxidadas de Fe o Mn,...).
carencia de biodegradar nutrientes esenciales completamente hasta para los CO2. microorganismos (por ejemplo, nitrógeno y/o fósforo).
También se emplea en derrames de petróleo y gasolina de los tanques.
•Ausencia de
aceptores adecuados de electrones (citados atrás). •Inexistencia de
condiciones medioambientales apropiadas (pH, potencial redox, humedad). •Ausencia de
poblaciones microbianas con el potencial enzimático adecuado necesario para degradar los contaminantes. •Presencia de
componentes tóxicos en la mezcla contaminante.
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CUADRO COMPARATIVO DE LAS TÉCNICAS EX - SITU DE BIORREMEDIACIÓN técnica
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definición
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tecnología de biorremediación ex situ que requiere la excavación de los suelos contaminados y su disposición sobre una superficie impermeable (normalmente algún tipo de geomembrana). Es similar al tratamiento por biopilas, aunque éste es gasificado por labrado y la biopila mediante sistemas de ingeniería
sta técnica agrícola, es barata y efectiva para un amplio rango de hidrocarburos, típica en refinerías o en grandes espacios de trabajo en zonas de producción. El landfarming ha sido exitoso en el tratamiento de los hidrocarburos de petróleo tales como gasoil, queroseno, lodos de hidrocarburos, preservantes de maderas (creosota), hidrocarburos policíclicos aromáticos en general, residuos de la obtención del coque de petróleo.
-Requiere grandes extensiones de terreno para disposición de suelos y no es viable si no se cuenta con suficiente área. -Cuando los contaminantes son hidrocarburos livianos la remediación puede ser acelerada por su volatilización, lo cual generaría problemas con las autoridades ambientales donde las regulaciones de emisiones atmosféricas son exigentes. -Cuando la contaminación es profunda los costos de excavación y movimiento de tierras pueden ser altos.
factores químicos, físicos y biológicos
Contaminantes Tratables
Lodos de refinería La existencia de unas condiciones geológicas y geoquímicas favorables. Contenido en humedad: se añada agua mediante un sistema de riego. Aireación: el suelo es volteado por métodos mecánicos periódicamente. pH: debe permanecer cerca de la neutralidad, por lo que se añadirán enmiendas calizas en caso de aumentar la acidez. Otras enmiendas: nutrientes, inoculación de microorganismos...
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tecnología de biorremediación ex situ en la cual el suelo contaminado con hidrocarburos es extraído y dispuesto en un área de tratamiento o piscina previamente excavada para su descontaminación con microorganismos. Las biopilas se utilizan cuando la sustancia contaminante es demasiado volátil
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Esta técnica es muy Es más eficaz con los eficiente en el compuestos de tratamiento de carácter ligero. residuos con bajas concentraciones de hidrocarburos. Por ser un sistema cerrado permite un mayor control de las variables del proceso, como el control de condiciones climatológicas adversas (baja temperatura o alto régimen pluviométrico). Cuando no se dispone de espacio suficiente para extender el suelo, este sistema permite construir pilas de suelo cuatro o cinco veces más altas que en una disposición sobre el suelo (ocupa diez veces menos área)(Zitrides, 1995)
-Los hidrocarburos deben ser no halogenados y deben encontrarse en el suelo en concentraciones menores a 50.000 ppm. -Dada la necesidad de excavación y posterior depósito del suelo contaminado, se requiere una superficie de trabajo relativamente grande cuyas dimensiones dependen del volumen de suelo a tratar. -Necesidad de una densidad de poblaciones microbianas (>1.000 CFU/gramo de suelo), condiciones de humedad (40 a 85% de capacidad de campo), temperatura (10 a 45ºC), textura (baja proporción de arcillas), pH del suelo adecuadas (6 a 8) y baja presencia de metales pesados (< 2.500 ppm). -La concentración de nutrientes en el suelo cuyo rango normal de C:N:P sea de 100:10:1. pág. 10
BIBLIOGRAFIA.
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Biorremediación de suelos contaminados con hidrocarburos derivados del petróleo Recuperado 27 de mayo de 2017. http://www.unicolmayor.edu.co/invest_nova/NOVA/ARTREVIS1_5.pdf .
Concepto y estrategias de biorremediación Recuperado el 27 de febrero de 2017. Archivo PDF :file:///D:/RESPALDO%20090117/DOCUMENTOS/Downloads/96-368-2-PB.pdf .
Restauración y remediación III: Suelos y Aguas subterráneas: Tecnicas In_situ Recuperado el 27 de febrero de 2017. http://www.uclm.es/users/higueras/mam/MAM10.htm#TTInSitu .
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