TECNOLOGAS BIOLGICAS DE

DESCONTAMINACIN DE SUELOS

BIORREMEDIACIN: (utilizacin de microorganismos

para degradar compuestos contaminantes)

FITORREMEDIACIN: Es una tecnologa, basada en

la capacidad de algunas plantas para tolerar,

absorber, acumular y degradar contaminantes.

MECANISMOS FISIOLGICOS Y TECNOLOGAS DE

FITORREMEDIACIN

Fitoestabilizacin

Fitodegradacin

Fitoextraccin Fitovolatilizacin

Rizofiltracin

Fitorremediacin

FITODEGRADACIN: Ocurre cuando las plantas

terrestres y acuticas absorben, almacenan y

degradan compuestos orgnicos para dar

subproductos no txicos o menos txicos. Es

aplicable para compuestos orgnicos que se

movilizan dentro de la planta como herbicidas, TNT,

MTBE y TCE (Trinitrotolueno, Metil tert-butil

ter,tricloroetileno; tetracloroetileno).

degradan los contaminantes orgnicos en productos

inocuos como CO2 y H2O y producen enzimas como

la deshalogenasa y la oxigenasa, que ayudan a

catalizar la degradacin.

APLICACIN O USOS DE LA FITODEGRADACIN

eliminacin de contaminantes como: Explosivos

como el TNT, Hidrocarburos halogenados, Bisfenol

A, PAHs Pesticidas organoclorados y

organofosforados Herbicidas Aromticos Alifticos

Residuos de explosivos (TNT; RDX:

hexahidrotrinitrotriazina).

FACTORES QUE INFLUYEN EN LA EFECTIVIDAD DE

LA FITODEGRADACIN

Concentracin del contaminante disuelto en

el suelo.

Propiedades fsico-qumicas del

contaminante.

Especie qumica del contaminante.

Propiedades de la especie vegetal

REMEDIADORA.

PLANTAS COMUNES USADAS EN

FITODEGRADACIN

rboles freatfitos (lamo, sauce)

Pasturas (centeno, sorgo, festuca)

Leguminosas (trbol, alfalfa, caup)

FITOESTABILIZACIN: Consiste en la inmovilizacin

de los contaminantes en el suelo, a travs de los

siguientes mecanismos: absorcin y acumulacin de

los contaminantes en los tejidos de las plantas

(Fitoextraccin). Y Por precipitacin de los

contaminantes en la zona de la rizsfera. Este

proceso reduce la movilidad de los contaminantes y

evita su migracin a las aguas subterrneas o al

aire.

La rizsfera,

Porcin del suelo que se encuentra rodeando a las

races, las races proporcionan un especial nicho

ecolgico a los microorganismos.

FITOEXTRACCIN

Es la tecnologa ms prometedora para la

recuperacin de suelos contaminados con metales

pesados, Las plantas extraen los metales del suelo a

travs de sus races, para despus acumularlos en

sus tejidos areos. posteriormente se cosechan y se

transportan para su disposicin en un vertedero

controlado o su incineracin.

CARACTERSTICAS QUE DEBE CUMPLIR UNA

PLANTA EXTRACTORA

Tolerar y acumular altas concentraciones de

metales en las partes cosechables.

Tener una alta tasa de crecimiento.

Producir un gran volumen de biomasa.

Plantas usadas como extractoras de contaminantes

Girasol (Helianthus annus)

Mostaza de la India (Brassica juncea)

Nabos (Brassica napus; B. rapa)

Cebada (Hordeum vulgare)

Lpulo (Humulus lupulus)

Ortigas (Urtica dioica; U. urens),

Diente de Len (Taraxacum officinale)

COMO AUMENTAR LA BIODISPONIBILIDAD DE LOS

METALES?

Incorporacin de quelantes de metales (ej.EDTA).

Establecimiento de un pH moderadamente cido.

Disolucin de surfactantes para contaminantes

hidrofbicos.

Incorporacin de microorganismos.

RIZOFILTRACIN

Consiste en el uso del sistema radicular de las

plantas para eliminar contaminantes del agua, para

lo cual se utilizan cultivos hidropnicos. en donde

las races los absorben y acumulan. Siven para

adsorber, precipitar y concentrar metales pesados

en efluentes lquidos contaminados.

Los humedales artificiales se utilizan para una

amplia gama de contaminantes inorgnicos como

metales, percloratos, cianuro, nitratos y fosfatos y

contaminantes orgnicos como explosivos y

herbicidas.

APLICACIN DE LA RIZOFILTRACIN

Se usa en el tratamiento de Ej. Pb2+ Cd2+ Zn2+

Ni2+ Cu2+ Compuestos orgnicos hidroflicos.

Radioistopos: 137Cd, 90Sr, U.

REQUISITOS QUE DEBE CUMPLIR LAS PLANTAS

USADAS EN RIZOFILTRACIN

Tener races de crecimiento rpido y ramificacin

abundante.

Poder remover metales txicos por perodos

prolongados. (plantas acuticas)

Algas, Chara vulgaris, Myriophyllum aquaticum.

Myriophyllum spicatum, Hydrilla verticillata

Scirpus validus, Typha latifolia.

Ceratophyllum demersum, Potamogeton

pectinatus. Lemna spp, Maranta arundinaceae.

FITOESTIMULACIN

En estas tcnica, se usan los exudados radiculares

para promover el desarrollo de microorganismos

degradativos (bacterias y hongos).

Es usado para remediar suelos contaminados con

compuestos orgnicos hidrofbicos que no pueden

ser incorporados por la planta, pero que pueden ser

degradados por los microorganismos (Ej.

hidrocarburos derivados del petrleo).

Fitovolatilizacin

Mediante este proceso las plantas absorben y

modifican metales pesados o compuestos orgnicos,

para luego liberarlos a la atmsfera mediante la

transpiracin. Ocurre cuando los rboles y otras

plantas en crecimiento absorben agua junto con

contaminantes orgnicos e inorgnicos.

Esta tecnologa puede usarse para compuestos

orgnicos con formas voltiles como:

TCE: tricloroetileno; tetracloroetileno) y MTBE) y

para algunos compuestos inorgnicos que pueden

existir en forma voltil (Se y Hg).

Factores de los cuales depende la Tasa de

transpiracin

Tipo de planta-- rea foliar-- Nutrientes --Humedad

del suelo TemperaturaViento-- Humedad

relativa.

Aislamiento de bacterias de suelos contaminados

con metales pesados

Entre las bacterias ms frecuentemente aisladas de

ambientes contaminados con metales pesados de

origen antrpico son: Burkholderia pickettii, B.

solanacearium y Alcaligenes eutrophus. pertenecen

a varios gneros. Algunos son: Burkholdria, Hafnia,

Pseudomonas, Acinetobacter, Comamonas y

Agrobacterium.

Especies Gram positivas tambin se encuentran en

estos ambientes, por ejemplo: Arthorobacter

ramousus y A. aurescens.

EXPERIENCIAS SOBRE EL USO DE BACTERIAS

REMEDIADORAS

1. el uso de especies de Pseudomonas

increment la supervivencia de sorgo en un

suelo contaminado con arsenito.

Estas bacterias tambin mostraron ser antagonistas

de un amplio nmero de hongos fitopatgenos y

adems ser promotoras del crecimiento de esta

planta.

2. Uso de productos microbianos para

remediar suelos contaminados: Siderforos

y surfactantes. secuestran y solubilizan

hierro; sin embargo, otros metales como el

Cd, Cu, Ni, Pb y Zn pueden ser enlazados y

formar complejos estables. Se conoce que

hongos, bacterias y algas acumulan metales

y sustancias radiactivas.

La juda es un cultivo de gran importancia

econmica en Marruecos, pero la salinidad de los

suelos limita su produccin; sin embargo, existe un

gnero de bacterias denominado Rhizobium que

habitualmente se asocia con las plantas leguminosas

y favorece su crecimiento ya que es tolerante al

estrs salino,

Microorganismos simbiticos mutualistas y la

recuperacin de suelos contaminados

Otros investigadores mencionan que los hongos

micorrzicos arbusculares, Rhizobium, Azospirillum,

Azotobacter y Frankia son importantes

componentes microbianos que disminuyen las

limitaciones para el crecimiento de las plantas en

suelos contaminados con metales pesados.

HONGOS MICORRZICOS

permite a las plantas adquirir nutrientes esenciales

para el crecimiento, aun en condiciones de estrs.

La planta se beneficia con una mayor tolerancia a

condiciones de estrs, incremento del transporte de

agua, disminucin en el efecto de pH desfavorables,

tolerancia a patgenos e incremento en la

fecundidad y vitalidad de las plantas.

HONGOS SIMBIONTES Y LA TOLERANCIA A

METALES PESADOS

los hongos simbiontes que se asocian a las

Ericceas proporcionan tolerancia a cobre a

especies como: Calluna vulgaris, Vacciniunm

macrocarpum y Rhodudendrom ponticum.

El principal mecanismo que se propuso fue la

participacin del micelio extra radical en el secuestro

de iones y la, consiguiente disminucin en la

disponibilidad de estos contaminantes en el suelo.

Los hongos ectomicorrzicos tambin participan en

la bioestabilizacin de metales pesados en el suelo y

la rizsfera. La capacidad del micelio para

secuestrar estos elementos y prevenir la

translocacin a los brotes parece ser el principal

mecanismo involucrado.

HONGOS MICORRZICOS EN LA REMEDIACIN DE

SUELOS

La posibilidad del uso de hongos micorrzicos en la

remediacin de suelos se basa en estudios que

demuestran que las plantas inoculadas tienen mayor

oportunidad de supervivencia al trasplantarse en

sitios contaminados, que plantas no inoculadas.

obtienen mltiples beneficios de proteccin y

nutricin, Por ejemplo, la nutricin fosforada

mejora, por una mayor superficie de absorcin del

micelio externo en el suelo. Muestran Mayor

tolerancia a arsnico

MICROORGANISMOS Y LA REMEDIACIN DE

SUELOS CONTAMINADOS

Los microorganismos conforman menos de 3% del

carbono orgnico del suelo y ocupan slo 0.001% del

volumen del suelo. Se consideran como los

principales responsables de la ocurrencia de los

procesos bioqumicos de transformacin, secuestro

y acumulacin de los metales pesados en el suelo.

Principales microorganismos remediadores

Las bacterias y los hongos son los principales

responsables de la degradacin de compuestos

orgnicos y la transformacin de metales pesados.

Se caracterizan por su rpido crecimiento y

metabolismo, lo cual les califica como una

importante alternativa en la recuperacin de suelos

contaminados.

Las bacterias tienen, en general, una amplia

capacidad para acumular metales en su biomasa.

Los hongos filamentosos son los formadores de

hifas, lo cual les permite formar redes de hifas que

son benficas para la mayora de las plantas. tienen,

adems, la capacidad de invadir el suelo por medio

de la extensin de su micelio e incrementar la

superficie de exploracin y accin.

Los actinomicetos, hongos micorrizicos

arbusculares y las cianobacterias forman parte del

complejo microbiano de suelos altamente

contaminados, que viven asociados con las races de

las plantas

Los actinomicetos

son un grupo de microorganismos unicelulares, muy

abundantes en el suelo, aguas estancadas y

estircoles; en general en lugares donde existe

descomposicin aerbica de restos vegetales.

Los actinomicetos producen esporas.al igual que los

hongos,

Son bacterias Gram positivas, resistentes a la

penicilina, lo que constituye la principal diferencia

con los hongos filamentosos. El crecimiento

caracterstico es un micelio ramificado de menor

dimetro que los hongos, que tiende a fragmentarse

en elementos bacterianos.

La mayora son aerobios estrictos, que crecen bien

a temperaturas del orden de los 25 C

(microorganismos mesfilos); y a pH alcalino.

Hongos micorrzicos

Segn estudios realizados, los hongos micorrzicos

ayudan a las plantas a establecerse y crecer en

condiciones de estrs, como: suelos salinos,

contaminados con metales pesados, plaguicidas e

hidrocarburos y tambin las protegen contra

enfermedades de las races.

Los tipos de micorriza ms importantes en suelos

contaminados con metales pesados son: Las

ectomicorrizas. Las micorrizas arbusculares o

endomicorrizas (se asocia con ms de 80% de las

especies vegetales; se incluyen: herbceas, algunos

arbustos y rboles).

Cianobacterias

La importancia ecolgica de estos organismos

reside en la capacidad de generar oxgeno durante

el proceso fotosinttico.

Las cianobacterias, al igual que otras bacterias

tienen la habilidad de tomar el nitrgeno

atmosfrico y convertirlo en amonio (NH4+), una

forma de nitrgeno que todas las clulas pueden

aprovechar.

Los auttrofos que no pueden fijar el nitrgeno del

aire, tienen que tomar nitrato (NO3-), como sucede

con las plantas.

La enzima que realiza la fijacin del nitrgeno es la

nitrogenasa.

UN SIDERFORO (del griego "transportador de

hierro") es un compuesto quelante de hierro

secretado por microorganismos. El ion hierro Fe3+

tiene muy poca solubilidad a pH neutro, por lo cual

no puede ser aprovechado por los organismos. Los

siderforos convierten estos iones a complejos

solubles de Fe2+, que si pueden ser asimilados.

BIOSURFACTANTES

Los surfactantes Son aquellas molculas que

poseen un extremo hidroflico, que es soluble en

agua y un extremo hidrfobo, que rechaza el agua.

Los biosurfactantes son molculas anfiflicas

producidas por microorganismos que tienden a

reducir la tensin superficial e interfacial de las

soluciones as como formar emulsiones.

BIOSURFACTANTES: Los surfactantes actan

logrando incrementar la biodisponibilidad mediante

la desorcin y solubilizacin del contaminante. Los

surfactantes son esenciales para el proceso de

biorremediacin. Algunos microorganismos

producen su propio surfactante (biosurfactante)

para solubilizar compuestos orgnicos hidrofbicos.

EJEMPLOS DE ESPECIES ARBREAS

REMEDIADORAS: Anthoxanthum odoratum, Agrostis

canina, A. capillaris, A. stolonifera, Deschampsia

cespitosa, D. flexuosa, Festuca rubra, F. ovina,

Holcus lanatus y Silene vulgaris.

USO DE RBOLES VERSUS EL USO DE PLANTAS

HERBCEAS EN LA REMEDIACIN DE SUELOS

Los rboles tienen la capacidad de inmovilizar

metales pesados, en compartimentos

metablicamente inactivos, por periodos ms largos,

en comparacin con plantas herbceas. Los rboles

con altas posibilidades de xito en la

fitorrecuperacin son Pinos y Betula, los cuales son

especies pioneras en suelos contaminados.

USO DE RBOLES EN LA REMEDIACIN DE SUELOS

Los Pinos y Betula (Abedules) son especies

micotrficas obligadas, por lo que necesitan a los

hongos ectomicorrzicos asociados a su raz, para su

adecuado desarrollo. Especies de Acer (Arces) se

asocian con los hongos arbusculares, mientras que

especies de Salix (sauces) lo hacen, tanto con los

hongos ectomicorrzicos, como con los hongos

arbusculares.

La dependencia de especies de Salix por los hongos

ectomicorrzicos o endomicorrzicos es una

caracterstica importante que permite a las plantas a

sobrevivir en sitios contaminados.

PLANTAS HIPERACUMULADORAS

Las plantas hiperacumuladoras son capaces de

acumular altas cantidades de metales pesados en su

follaje (> 1% del peso seco de la planta).

Esta capacidad implica alta tolerancia especfica a

metales pesados, los cuales estn presentes en el

suelo en concentraciones que normalmente podran

considerarse fitotxicos.

CARACTERSTICAS DE LAS PLANTAS

HIPERACUMULADORAS

La mayora de las especies hiperacumuladoras no

son micorrzicas como Thlaspi y Alyssum.

Sin embargo, Viola calaminaria y V. guestphalica,

especies metalofitas de suelos contaminados con

altas concentraciones de Zn, presentan altos grados

de colonizacin por hongos micorrizicos

arbusculares.

PLANTAS HIPERACUMULADORAS

Thlaspi (Brassicaceae) Alyssum (Brassicaceae)

Viola calaminaria (Fam. Violaceae)

Plantas con capacidad acumuladora de metales

pesados

Otras plantas que muestran capacidad para

acumular metales pesados son: girasol, sauce,

lamo, alfalfa, maz, tabaco, sorgo y amaranto

(Kiwicha).

Kiwicha: Amaranthus caudatus

Violas: Pensamientos Viola calaminaria

Viola bertolonii

Remediacin de suelos contaminados por tcnicas

de contencin

Tcnicas de contencin de los contaminantes

Se trata de tcnicas, mediante las cuales se impide

la movilizacin y transferencia de los contaminantes

a otros medios. Se tiene el uso de barreras,

estabilizacin fsica y qumica, solidificacin y

vitrificacin.

TCNICAS DE CONTENCIN

Consiste en la inmovilizacin de los contaminantes

por medio de tcnicas como: Vertedero controlado.

Barreras. Estabilizacin. Solidificacin.

Vertido controlado

Tcnica ex situ que consiste en el traslado del suelo

contaminado a un vertedero controlado, donde se

deposita en celdas aisladas por barreras, tanto

naturales (arcillas) como artificiales (polietileno). La

gestin de estos materiales es de la misma forma

que se trata a los residuos slidos txicos.

Vertido controlado

Ventajas: Se puede aplicar a una serie de

contaminantes. Los contaminantes son extrados en

su totalidad. El costo es relativamente bajo. La

remediacin del suelo contaminado es rpida.

Desventajas: Pueden producirse fugas, tanto de

lixiviados como de gases, por lo que se recomienda

la instalacin de sistemas de captacin de efluentes.

Barreras

Consiste en el confinamiento de la zona

contaminada con la colocacin de barreras pasivas,

que impiden la migracin de los contaminantes, se

denomina tambin macroencapsulacin. Esta

tcnica es adecuada si a la profundidad en la que se

localiza la contaminacin, existe una capa

impermeable que impida la migracin del

contaminante hacia las aguas subterrneas.

Las barreras se colocan alrededor de la zona

contaminada, estando formadas por material

arcilloso, cemento, asfalto, membranas artificiales

(geosintticos), etc. Tambin es conveniente

colocar barreras que cubran la superficie

contaminada, para evitar el ingreso de agua, el

crecimiento de plantas y el contacto con seres vivos.

Son recomendables cuando la contaminacin est

muy localizada.

Se aplican in situ con el propsito de reducir los

movimientos laterales de los contaminantes, ya sea

a travs de lixiviados o por disolucin en las aguas

subterrneas.

Barreras verticales

Puede ser una inyeccin vertical a presin,

generalmente hasta 50 m de profundidad, de

lechada de cemento o cemento-bentonita a travs

de sondeos, formando pilotes. Se culmina con la

inyeccin adicional de lechada de cemento o

cemento-bentonita en el suelo existente entre los

pilotes para conformar una barrera subterrnea

continua.

Una forma de mejorar las propiedades de estas

barreras verticales es mediante el uso de

geomembranas.

Barreras horizontales

Constituidas por zanjas horizontales in situ que se

rellenan con material sellante, son tiles para limitar

el movimiento vertical de contaminantes, sin

necesidad de recurrir a la excavacin del terreno.

Esquema del proceso de inyeccin de lechada de

cemento bajo una mancha de contaminacin

Sellado superficial

Su finalidad es evitar la exposicin directa del suelo

a la contaminacin, limitar la infiltracin de agua de

lluvia en el suelo contaminado y controlar la

volatilizacin de ciertos contaminantes a la

atmsfera.

Estabilizacin qumica

Estabilizacin qumica con agentes precipitantes. Se

usan agentes precipitantes, cuya accin en la zona

contaminada permita la formacin de Sales

insolubles. Se usan por ejemplo sulfuros para

provocar la precipitacin . Se aplican mezclas de cal

y sulfuro y cementos polimricos de sulfuro, con lo

cual pueden tratarse suelos contaminados con

metales pesados.

Tambin es posible precipitar a los metales como

hidrxidos y silicatos por medio del uso de cemento

portland, sin embargo este mtodo solo se

recomienda aplicar en medios alcalinos y no da

buenos resultados con metales pesados como

arsnico y cromo. Tambin puede usarse como

agente precipitante al fosfato, siendo recomendable

para suelos cuyo pH va de moderadamente cido a

moderadamente alcalino.

Sustancias usadas como adsorbentes

xidos de hierro Materia orgnica resistente de

tipo hmico Silicatos laminares: El material

volcnico como las bentonitas Materiales sintticos

como: carbn activo y las resinas.

Solidificacin: estabilizacin fsica

Es un tratamiento que consiste en mezclar el suelo

contaminado con aditivos, con lo cual se busca

modificar las caractersticas fsicas de la masa

contaminada, aumentando su resistencia y

disminuyendo su permeabilidad; de esta manera se

consigue disminuir o anular la lixiviacin de los

contaminantes. Los aditivos utilizados pueden ser

cementos, silicatos, polmeros orgnicos, etc. Esta

tcnica se realiza mediante el uso de una mezcladora

de palas de rotacin, que penetra en el suelo y

agrega los reactivos para conseguir su solidificacin y

estabilizacin.

Solidificacin

Con la aplicacin de esta tcnica, la inmovilizacin

del contaminante es fsica, el cual queda retenido en

la matriz slida del material solidificante, siendo el

cemento Portland el material ms utilizado para este

propsito. El cemento portland adems de

inmovilizar a metales pesados, tambin inmoviliza

contaminantes orgnicos. Tambin se pueden

utilizar otro tipo de materiales que pueden aplicarse

en forma fluida, pero que en el suelo se polimerizan

encerrando a los contaminantes de la zona afectada

Vitrificacin

Es un mtodo trmico de solidificacin. Consiste

en calentar elctricamente un suelo contaminado,

hasta conseguir su fusin ( ej. fusin de silicatos).

La corriente elctrica es de alta intensidad. Las

temperaturas pueden llegar hasta los 2 000 C. Una

vez que el suelo se enfra, se convierte en una masa

vtrea, de gran resistencia mecnica que impide la

movilizacin de los contaminantes. Para realizar

una vitrificacin in situ se necesita una serie de

electrodos, que se introducen en el suelo hasta la

profundidad que se desea descontaminar.

Estabilizacin y solidificacin

La estabilizacin fsica o qumica y la solidificacin se

pueden aplicar tanto insitu como ex situ. Ventajas:

Son aplicables tanto a contaminantes orgnicos

como inorgnicos. Son tratamientos rpidos.

Desventajas: Al igual que las tcnicas de

aislamiento no destruyen al contaminante. Ocurre

un aumento del volumen de la masa del suelo. La

generacin de calor puede afectar las propiedades

del suelo. Se debe realizar monitoreos a largo

plazo para detectar la ocurrencia de fugas del

contaminante.

Tcnicas de extraccin o transferencia

Se aplican para extraer al contaminante del suelo y

transferirlo a un medio lquido o gaseoso, con el

propsito de hacer posible su tratamiento fuera del

suelo. Puede ser por lavado cuando se usa agua o

una disolucin acuosa o por arrastre con gas, usando

para este caso aire o vapor de agua.

LAVADO DEL SUELO CONTAMINADO

La solucin de lavado puede ser de distintos tipos:

Agua sin aditivos y agua con aditivos como cidos,

bases o agentes tensioactivos. Se utiliza agua

cuando los contaminantes del suelo tienen alta

solubilidad (ej. sales solubles), en tanto que las

soluciones cidas se utilizan para extraer metales

pesados y contaminantes orgnicos del suelo, siendo

una mezcla de agua y cido (ej. cido ntrico o

clorhdrico)

Lavado ex situ del suelo contaminado

Es un tratamiento que combina el empleo de agua

con aditivos qumicos y un sistema mecnico de

sedimentacin. En este proceso, las partculas finas

contaminadas, del tamao del limo y arcilla, se

separan de las fracciones ms gruesas, como son las

arenas y gravas.

Este mtodo considera que las partculas finas son

las que contienen mayor carga contaminante, por lo

que, una vez separadas, pueden ser sometidas a

otros tratamientos complementarios.

Generalmente se utiliza agua para extraer

contaminantes hidroflicos, a la cual se le pueden

agregar aditivos que favorezcan la disolucin del

contaminante, como agentes complejantes,

detergentes, sobre todo si se trata de contaminantes

hidrfobos.

APLICACIN DEL LAVADO DEL SUELO

El lavado de suelos se recomienda mayormente para

suelos contaminados con compuestos orgnicos,

hidrocarburos derivados del petrleo y sustancias

inorgnicas como cianuros y metales pesados.

SUSTANCIAS EXTRACTANTES

Las sustancias extractantes utilizadas pueden ser

cidos, bases, agentes quelantes, surfactantes, etc.

Se ha comprobado que agentes quelantes como el

cido etilendiaminotetraactico (EDTA), el cido

ctrico y el cido nitrilotriactico (NTA), y otros

cidos como el cido clorhdrico son eficaces para

eliminar Cu, Pb y Zn de suelos contaminados.

LAVADO IN SITU DEL SUELO

Cuando la extraccin del contaminante se realiza

haciendo pasar el agua o disolucin a travs del

suelo contaminado.

Si la contaminacin es superficial se construyen

pozos para recoger el fluido que se ha infiltrado, por

medio de bombeo o por gravedad si el terreno

contaminado es en pendiente.

Cuando la contaminacin se encuentra a mayor

profundidad se realiza una inyeccin del fluido a

travs de pozos de infiltracin con los aditivos

adecuados para disolver in situ los contaminantes.

Luego se extrae el fluido fuera del suelo.

La solucin de lavado se inyecta por bombeo en el

suelo, arrastrando las sustancias contaminantes,

luego mediante una serie de pozos de extraccin, la

solucin de lavado con los contaminantes se lleva a

la superficie para su tratamiento, en tanto que el

agua tratada se puede reciclar.

La extraccin in situ de los contaminantes, en fase

de vapor es bsicamente de inters para

compuestos orgnicos voltiles y rganometlicos

como el As y Hg.

ELECTRORREMEDIACIN DE SUELOS

CONTAMINADOS

Esta tcnica consiste en aplicar una corriente de

baja intensidad a travs de un par de electrodos que

han sido instalados en los lmites de la masa de suelo

contaminada. La corriente elctrica produce la

migracin inica entre los electrodos. Los

componentes inicos y partculas cargadas que

contiene la masa acuosa del suelo se mueven hacia

los electrodos respectivos en funcin de su carga

elctrica.

Una vez en los electrodos, los contaminantes

pueden ser bombeados al exterior mediante un pozo

de extraccin, o pueden quedar depositados en el

propio electrodo. En la aplicacin de esta tcnica es

conveniente inyectar agentes complejos y

surfactantes para incrementar la solubilidad y

facilitar el movimiento de los contaminantes.

La principal ventaja de la electrorremediacin es el

relativamente elevado control que se tiene sobre el

flujo de la disolucin extractora, que permite forzar

el paso de sta, en zonas de baja permeabilidad.

Se utilizan varios pares de electrodos de tal manera

que cubran la totalidad de la zona contaminada, con

una separacin entre ellos de 2 a 10 m, colocados a

profundidades de hasta 20 m.

Se aplica mayormente a productos derivados del

petrleo como gasolina, diesel, aceites lubricantes,

gasleos, alquitrn de carbn, etc.

Desorcin trmica.

En este proceso se calienta el suelo contaminado a

una temperatura que vara entre 90 y 540 C. Con

esto se consigue que los contaminantes que posean

un punto de ebullicin bajo, pasen a la fase de

vapor, de esta forma se consigue separarlos del

suelo, para su posterior tratamiento.

APLICACIN DE LA DESORCIN TRMICA.

La desorcin trmica se puede aplicar a suelos

contaminados por alquitranes, residuos de

refineras, desechos de tratamiento de maderas,

esmaltes, plaguicidas, combustibles, bifenilos

poIiclorados y solventes en general. En el caso de

metales, solo se puede utilizar para extraer

mercurio.

LA INCINERACIN

El suelo contaminado se somete a elevadas

temperaturas, alrededor de los 1000C en cmaras

de combustin, con el propsito de oxidar y

volatilizar los compuestos orgnicos contaminantes.

Con esta tcnica se destruye al contaminante.

Aplicacin de la incineracin.

Tcnica recomendada para recuperar suelos

contaminados con explosivos y residuos peligrosos,

particularmente hidrocarburos clorados, PCBs y

dioxinas. La reutilizacin del suelo es muy limitada

porque este tratamiento destruye la estructura de

este recurso.

4. Tecnologas de remediacin para suelos

contaminados por EPT

Ex situ. Los tratamientos ex situ son aquellos que

requieren de una excavacin del suelo contaminado

antes de realizar los procesos de remediacin, lo

cual incrementa los costos. Este tipo de tratamiento,

generalmente requiere de periodos cortos y

presenta una mayor certeza en la uniformidad de los

procesos empleados debido a que se puede obtener

una adecuada homogeneizacin del suelo. En

general, existe un mejor manejo del suelo

contaminado (mezclado, tamizado), sin embargo,

esto puede presentar condiciones de exposicin a

los trabajadores. Los tratamientos ex situ, a su vez,

se dividen en: . On site. El tratamiento se realiza en

el mismo sitio en donde se realiz la excavacin. .

Off site. El tratamiento se realiza fuera del sitio en

donde se excav. En el cuadro 11 se comparan las

principales ventajas y desventajas de las tecnologas

de remediacin con base en el lugar de tratamiento.

4.2.1 Inundacin de suelos

La inundacin del suelo (soil flushing) es una tcnica

de tratamiento innovadora, que comnmente se

aplica in situ. Consiste en inundar el suelo

contaminado con agua o con una solucin de

extraccin para disolver y/o suspender el

contaminante y, posteriormente, extraer la fase

lquida que contiene el contaminante mediante un

sistema de extraccin. La tecnologa requiere la

perforacin de pozos de inyeccin y de extraccin

B. Aplicaciones y estado de desarrollo

Esta tcnica es muy efectiva para el tratamiento de

suelos arenosos (altamente permeables), ya que

estos permiten el paso de la solucin, a diferencia de

limosos o arcillosos

C. Ventajas y limitaciones

Entre las principales ventajas de esta tcnica pueden

destacarse: (i) bajos costos; (ii) no es necesario

excavar el suelo; y (iii) no se requiere de

infraestructura sofisticada. En general, no se aplica

en suelos con mezclas complejas de contaminantes.

Una alta cantidad de materia orgnica en el suelo

dificulta el proceso de separacin. Requiere de

grandes cantidades de agua y que los contaminantes

sean solubles.

4.3.2. Lavado de suelos

El lavado de suelos es una tecnologa ex situ, en la

cual el suelo contaminado se excava y se lava con

agua o soluciones de extraccin en una unidad de

lavado con el fin de disolver, suspender o precipitar

el contaminante, logrndose as su transferencia a la

fase acuosa. El lavado de suelos, a diferencia de la

inundacin, puede concentrar los contaminantes en

un volumen menor de suelo, debido a la separacin

entre partculas finas y gruesas, reduciendo as el

volumen del material contaminado

B. Aplicaciones y estado de desarroll

Esta tcnica, al igual que la inundacin, es efectiva

para suelos arenosos, por lo que los parmetros a

considerar para su aplicacin son los mismos que se

incluyen en la inundacin de suelos (US EPA 2001).

Es

4.3.3. Tratamiento qumico

El tratamiento qumico, tambin conocido como

xido-reduccin qumica, es una tecnologa

innovadora que implica reacciones de

xidoreduccin (redox), las cuales transforman los

elementos potencialmente txicos en compuestos o

elementos no peligrosos o menos riesgosos,

reduciendo su toxicidad o su solubilidad y/o

aumentando su estabilidad qumica.

B. Aplicaciones y estado de desarrollo

La tecnologa se encuentra disponible

comercialmente; sin embargo, no puede aplicarse de

forma genrica.

C. Ventajas y limitaciones

La principal ventaja de este mtodo, al igual que

otras tecnologas in situ, es que permite tratar el

suelo sin necesidad de excavacin; algunas otras

ventajas son: (i) bajo consumo de energa; (ii) las

soluciones diluidas son ms fciles de separar; (iii)

tiempos del tratamiento relativamente cortos.

4.3.4. Solidificacin/estabilizacin (S/E)

La S/E es un proceso que tiene como objetivo limitar

la solubilidad o movilidad de un contaminante

presente en el suelo, disminuyendo as su toxicidad

o eliminando su lixiviacin. La solidificacin es un

proceso que asegura mecnicamente a los

contaminantes dentro de una matriz slida,

formando un bloque monoltico de alta integridad

estructural, constituido por una mezcla del

contaminante, el suelo y un agente puzolnico

4.3.5. Electrorremediacin

La remediacin electrocintica o

electrorremediacin es una tecnologa innovadora

que puede utilizarse para la remediacin in situ de

suelos contaminados con metales o compuestos

orgnicos polares; es una tcnica aplicable

principalmente a suelos de baja permeabilidad.

B. Aplicaciones y estado de desarrollo

Esta tecnologa es ampliamente recomendable para

tratar suelos poco permeables, como lodos y

sedimentos contaminados con metales pesados,

aniones y compuestos orgnicos polares en

concentraciones de unas cuantas partes por milln

(ppm) hasta miles (USAEC 1997

C. Ventajas y limitaciones

Ventajas Es una tecnologa disponible

comercialmente El contaminante puede separarse

con facilidad del suelo, incluso en forma pura Es una

alternativa eficiente para la remediacin in situ de

sitios contaminados con metales Se puede aplicar

eficientemente en suelos arcillosos (poco

permeables)

Limitaciones No es aplicable en todo tipo de suelos

El suelo tratado pierde ligeramente su fertilidad Es

necesario hidratar el suelo al menos 24 horas antes

de iniciar el tratamiento Valores extremos de pH y

reacciones redox pueden disminuir su eficiencia y

formar productos indeseables

4.4.3. Biosorcin (inmovilizacin microbiana de

metales)

La biosorcin es la separacin pasiva de metales y

metaloides por interacciones con material biolgico

vivo o muerto y es, hasta ahora, el acercamiento

ms prctico y ampliamente usado para la

biorremediacin de metales (Barkay y Schaefer

2001). Implica mecanismos

En general, depende del pH del lquido y de las

caractersticas qumicas del metal (Eccles 1999). Un

ejemplo de biosorcin es la remocin de Pb y Cd a

partir de soluciones muy diluidas, con el uso de

biomasa seca de algunas especies de algas cafs

como Ascophyllum y Sargassum,

la sorcin dependen del organismo, del metal y de

las condiciones (pH, Eh), ofreciendo posibilidades

para manipular las aplicaciones de la biosorcin. Por

ejemplo, en suelos arenosos, es

4.4.4. Precipitacin de metales (inmovilizacin

microbiana)

A. Precipitacin reductora

La precipitacin reductora es uno de los mecanismos

que le permite a los microorganismos reducir la

movilidad y toxicidad de un metal o metaloide, a

travs de su reduccin a un estado redox, ms bajo,

ofreciendo aplicaciones potenciales para la

biorremediacin. Muchos de los organismos que

catalizan estas reacciones utilizan los metales

B. Biomineralizacin

La biomineralizacin es la formacin de precipitados

metlicos insolubles por interacciones con productos

del metabolismo microbiano. La biomineralizacin

de metales y metaloides en forma de minerales de

azufre, hidrxido, fosfato y carbonato, tiene

aplicaciones potenciales para la biorremediacin

(Barkay y Schaefer 2001). Un ejemplo de este tipo de

sistema es el uso de BSR, bacterias hetertrofas

anaerobias, que utilizan una serie de sustratos

orgnicos (etanol, acetato, butirato, celulosa) y

sulfato, como aceptores de electrones

C. Aplicaciones prcticas

La inmovilizacin de metales puede aplicarse en

sitios contaminados con cromato o dicromato

(Cr6+), estimulando la reduccin de Cr6+ a Cr3+ por

bacterias (Wang y Sheng 1995).

4.4.5. Biolixiviacin (movilizacin microbiana de

metales)

La biorremediacin de suelos contaminados con

metales por lixiviacin microbiana o biolixiviacin es

una tecnologa relativamente

A. Aplicaciones prcticas

La biolixiviacin tiene gran potencial para la

remediacin de materiales contaminados con

metales pesados. La lixiviacin de minerales por BSO

es un proceso bio-industrial establecido (seccin

4.4.7) y, aunque el mayor inters surge desde una

perspectiva hidrometalrgica, tambin

B. Ventajas y limitaciones

La biolixiviacin puede tener varias ventajas sobre la

lixiviacin qumica (Brombacher et al. 1997,

Bosecker 2001): . . . La lixiviacin qumica puede

alcanzar altos costos debido al transporte del cido.

El sulfuro necesario para la produccin bacteriana de

cido se encuentra disponible a bajos costos. La

remocin de contaminantes del suelo puede

disminuir significativamente los costos de

disposicin y, adems, puede permitir la

recuperacin de metales preciosos.

A. Biolixiviacin-precipitacin

Una opcin para la biorremediacin ex situ de suelos

contaminados con metales, implica la combinacin

de un proceso de biolixiviacin o de disolucin de

metales en biorreactores de lodos, seguido por su

precipitacin en forma de sulfuros metlicos

insolubles, por BSO y BSR, respectivamente (figura

16) (Webb et al. 1998; Gadd 2000). La efectividad de

esta opcin para la remocin y concentracin de una

serie de metales (incluyendo Zn, Cu y Cd)