LA BIOTECNOLOGÍA Y SUS
APLICACIONES AMBIENTALES
Msc. Blgo. Herry Lloclla Gonzales
Biotecnologia y sus aplicaciones ambientales
Según el Convenio sobre Diversidad Biológica de 1992, la
biotecnología podría definirse como
"Toda aplicación tecnológica que utilice sistemas biológicos y organismos
vivos o sus derivados para la creación o modificación de productos o
procesos para usos específicos".
Biotecnologia y sus aplicaciones ambientales
Biotecnologia y sus aplicaciones ambientales
APLICACIONES DE LA BIOTECNOLOGÍA
¿QUÉ ES DESARROLLO SOSTENIBLE?
SATISFECER
NECESIDADES
DE LAS
GENERACIONES
PRESENTES
SIN COMPROMETER
POSIBILIDAES DE
LAS DEL FUTURO
La expansión de las actividades económicas
ha puesto en riesgo la capacidad de carga del
sistema, que tiende a ser sobrepasada
TECNOLOGÍAS
DE
TRATAMIENTO
El término “tecnología de tratamiento”“tecnología de tratamiento” implica
cualquier operación unitaria o serie de
operaciones unitarias que altera la composiciónaltera la composición
de una sustancia peligrosa o contaminantede una sustancia peligrosa o contaminante a
través de acciones químicas, físicas o biológicasacciones químicas, físicas o biológicas
de manera que reduzcan la toxicidad, movilidadreduzcan la toxicidad, movilidad
o volumen del material contaminadoo volumen del material contaminado
(EPA, 2001).
Al tratamiento para remediar sitios contaminados,
utilizando diversas tecnologías se le conoce con el
nombre genérico de remediaciónremediación
Factores de selección :
Biotecnologia y sus aplicaciones ambientales
El concepto de remediación
Hace referencia a la
aplicación de estrategias
biológicas, físico- químicas
para evitar el daño y
contaminación de ambientes
Biotecnologia y sus aplicaciones ambientales
Biotecnologia y sus aplicaciones ambientales
Biotecnologia y sus aplicaciones ambientales
Biotecnologia y sus aplicaciones ambientales
Biotecnologia y sus aplicaciones ambientales
C.1) Tto. Biológico o Biorremediación
Actividades metabólicas de :
Bacteria
s
Hongos
Plantas
Algas
C.2) Tto. Físico – Químico
En este caso se aprovechan las
propiedades físicas y/o químicas de los
contaminantes o del medio contaminado,
para destruir, separar o contener la
contaminación. Ejm. extracción con aire
de COV.
C.3) Tto. Térmico
Se utiliza el calor para incrementar la
volatilización, separación, quemar,
descomponer o fundir (inmovilizar) los
contaminantes. Ejm. Tto de suelos con
vapor .
Biotecnologia y sus aplicaciones ambientales
Biotecnologia y sus aplicaciones ambientales
QUE ES LA
BIORREMEDIACION?
Biorremediación
Vida “Remediar”= Resolver un problema
Bio-Remediar= usar organismos biológicos para resolver un
problema.
Biorremediación
  Se refiere al espectro de métodos que utilizan organismos
(como bacterias, plantas, hongos, etc.) o productos metabólicos
obtenidos a partir de ellos para degradar contaminantes
orgánicos peligrosos o convertir contaminantes inorgánicos en
compuestos ambientalmente menos tóxicos o no tóxicos.
PRINCIPIO DE LA
BIORREMEDIACION
La biorremediación se basa en
la idea de que los organismos
son capaces de tomar cosas del
ambiente y usarlas para su
crecimiento, toman sustancias
contaminadas del medio
ambiente y las conviertan en
una forma no tóxica.
Algunas bacterias, protistas, y
hongos son muy buenos en la
degradación de moléculas
complejas.
PROCESO DE LA
BIORREMEDIACION
1. Los microorganismos producen enzimas que “rompen” la molécula
contaminante en partes digeribles.
2. El contaminante es ingerido y digerido por la célula como
nutriente junto con otras fuentes de energía.
OBJETIVO
Convertir sustancias que son peligrosas para los organismos vivos
a productos inertes, de manera que solo queden desechos
inofensivos de dichas sustancias.
Ambientes contaminados
Biotecnologia y sus aplicaciones ambientales
Esta estrategia biológica depende de las actividades
catabólicas de los organismos, y por consiguiente de su
capacidad para utilizar los contaminantes como fuente
de alimento y energía (Van Deuren y col., 1997).
Las rutas de biodegradación de los contaminantes
orgánicos, varían en función de la estructura química
del compuesto y de las especies microbianas
degradadoras.
El proceso de biorremediación incluye:
Reacciones de oxido-reducción
Procesos de intercambio iónico, e incluso
Reacciones de acomplejamiento y quelación que
resultan en la inmovilización de metales (Eweis y col., 1998).
La biorremediación puede:
Emplear organismos propios del sitio contaminado
(autóctonos) o de otros sitios (exógenos)
Realizarse in situ o ex situ
En condiciones aerobias (en presencia de oxígeno) o
anaerobias (sin oxígeno)
Los procesos de biorremediación, aunque no todos los
compuestos orgánicos son susceptibles a la biodegradación, se
han usado con éxito para tratar suelos, agua residual , lodos y
sedimentos contaminados con:
 Hidrocarburos del petróleo ,
 Solventes (benceno y tolueno),
 Explosivos (TNT),
 Clorofenoles (derivados del benceno),
 Pesticidas ,
 Residuos orgánicos ,
 Conservadores de madera (creosota) e
 Hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAPs)
Tipos de
Biorremediación
Biotecnologia y sus aplicaciones ambientales
Biotecnologia y sus aplicaciones ambientales
Microorganismos
Fuente de carbono:
contaminante
Nutrientes: Fosforo,
Nitrógeno y otros
Mineralización:
contaminante transformado
en CO2 y H2O
Mineralización:
contaminante transformado
en CO2 y H2O
Transformación:
contaminante
modificado
Transformación:
contaminante
modificado
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PROCESO DE BIORREMEDIACIÓN
• ESCASA
TRANSPARENCIA
• BAJOS NIVELES DE
OXÍGENO
• ALTAS CARGAS
ORGANICAS Y
NUTRIENTES
• SEDIMENTO
HISTÓRICO
AGUA
SEDIMENTO
PROCESO DE BIORREMEDIACION
• TRATAMIENTO
BIOLOGICO
POTENCIADO Y
DIRIGIDO
• APLICACIÓN DEL
INÓCULO A
DISTINTA
PROFUNDIDAD
SEDIMENTO
AGUA
PROCESO DE BIORREMEDIACION
• DIFUSIÓN DEL
INÓCULO A
TRAVÉS DE LOS
INTERSTICIOS
SEDIMENTO
AGUA
PROCESO DE BIORREMEDIACION
• DIFUSIÓN DEL
INÓCULO A
TRAVÉS DE LOS
INTERSTICIOS
SEDIMENTO
AGUA
PROCESO DE BIORREMEDIACION
• INICIO INMEDIATO
DE LA ACTIVIDAD
SIGUIENTE
SEDIMENTO
AGUA
PROCESO DE BIORREMEDIACION
• PRIMERAS
MANIFESTACIONES
EN LA MATRIZ
AGUA.
• MEJORA DE LA
TRANSPARENCIASEDIMENTO
AGUA
PROCESO DE BIORREMEDIACION
• REDUCCIÓN DEL
ESPESOR DE LOS
SEDIMENTOS
SEDIMENTO
AGUA
PROCESO DE BIORREMEDIACION
• INCREMENTO DE
LOS NIVELES DE
OXÍGENO EN EL
AGUA
• ELIMINACIÓN DE
OLORES
MOLESTOS
SEDIMENTO
AGUA
PROCESO DE BIORREMEDIACION
• AUMENTO DE LA
TRANSPARENCIA
SEDIMENTO
AGUA
PROCESO DE BIORREMEDIACION
• PROLIFERACIÓN
DE PLANTAS
ACUATICAS
SEDIMENTO
AGUA
PROCESO DE BIORREMEDIACION
• ACUSADA
REDUCCIÓN DEL
SEDIMENTO
SEDIMENTO
AGUA
PROCESO DE BIORREMEDIACION
• TRANSPARENCIA
TOTAL DEL AGUA
SEDIMENTO
AGUA
PROCESO DE BIORREMEDIACION
• RECUPERACION
DE LAS
CONDICIONES
APROPIADAS PARA
LA VIDA ACUATICA
SEDIMENTO
AGUA
PROCESO DE BIORREMEDIACION
• RECUPERACION
DE LAS
CONDICIONES
APROPIADAS PARA
LA VIDA ACUATICA
SEDIMENTO
AGUA
PROCESO DE BIORREMEDIACION
• RECUPERACION
DE LAS
CONDICIONES
APROPIADAS PARA
LA VIDA ACUATICA
SEDIMENTO
AGUA
PROCESO DE BIORREMEDIACION
• RECUPERACION
DE LAS
CONDICIONES
APROPIADAS PARA
LA VIDA ACUATICA
SEDIMENTO
AGUA
PROCESO DE BIORREMEDIACION
• RECUPERACION
DE LAS
CONDICIONES
APROPIADAS PARA
LA VIDA ACUATICA
SEDIMENTO
AGUA
Biotecnologia y sus aplicaciones ambientales
Biotecnologia y sus aplicaciones ambientales
Biotecnologia y sus aplicaciones ambientales
Biotecnologia y sus aplicaciones ambientales
A. Tecnologías in situ
Las técnicas in situ buscan estimular y crear un
ambiente favorable para el crecimiento microbiano a
partir de los contaminantes.
Este objetivo generalmente puede lograrse con:
El suministro de aire u oxígeno (bioventeo)
El suministro de nutrientes (bioestimulación)
El suministro de microorganismos (bioaumentación)
 y/o humedad, además del control de Tº y Ph
BIORREMEDIACION
ATENUACION NATURAL IN SITU EX SITU
BIOESTIMULACION BIOAUMENTACION
BIOESTIMULACIONBIOESTIMULACION BIOAUMENTACION
Se utilizan
microorganismos
endógenos para
degradar
contaminantes
(subsuelo/aguas
subterráneas
contaminadas).
Se estimula la actividad
biológica de la bacteria
por medio de la
inyección de aire a
través de los pozos.
Estos se instalan en
varios puntos del área
contaminada, y a través
de ellos se inyectan
también
nutrientes.
Se adiciona un
consorcio de
microorganismos
degradadores del
contaminante.
Este consorcio
desarrollado en el
laboratorio es
enriquecido con
nutrientes en una
solución bioactiva, la
cual es
inyectada a una
profundidad
determinada en los
pozos monitoreados.
ALTAMENTE EFECTIVOSALTAMENTE EFECTIVOS
Bioventeo
El bioventeo es una tecnología relativamente nueva
Su objetivo es estimular la biodegradación natural de
cualquier compuesto biodegradable en condiciones
aerobias.
El aire se suministra en el sitio contaminado a través
de:
pozos de extracción
por movimiento forzado (extracción o inyección)
con bajas velocidades de flujo
El fin es proveer solamente el oxígeno necesario para
sostener la actividad de los microorganismos
degradadores
Biotecnologia y sus aplicaciones ambientales
Biotecnologia y sus aplicaciones ambientales
Biotecnologia y sus aplicaciones ambientales
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Aplicaciones
Se utiliza para:
Tratar compuestos orgánicos biodegradables
semivolátiles (COSs) o no volátiles.
Favorecer la degradación de contaminantes
adsorbidos
Degradar COVs, por medio de su movimiento a través
del suelo biológicamente activo
Remediar suelos contaminados con HTPs, solventes
no clorados, pesticidas y conservadores de la madera,
entre algunos otros químicos
Bioestimulación
La bioestimulaciónbioestimulación implica la circulación de
soluciones acuosas (que contengan nutrientes
y/u oxígeno) a través del suelo contaminado,
para estimular la actividad de los
microorganismos autóctonos, y mejorar así la
biodegradación de contaminantes orgánicos o
bien, la inmovilización de contaminantes
inorgánicos in situ (Van Deuren y col., 1997)
Aplicaciones
Se ha usado con éxito para remediar suelos
contaminados con
Gasolina
COVs
Compuestos organicos sintetico (COSs), y
Pesticidas
Estudios a escala piloto, han mostrado la
biodegradación de suelos contaminados con
desechos de municiones.
Limitaciones
Esta tecnología no es recomendable
porque pueden provocar limitaciones en
la transferencia de O2 para suelos
arcillosos altamente estratificados o
demasiado heterogéneos
Bioaumentación
Esta tecnología se utiliza cuando se requiere el
tratamiento inmediato de un sitio contaminado, o cuando
la microflora autóctona es insuficiente en número o
capacidad degradadora.
Consiste en laConsiste en la adición de microorganismos vivos, que, que
tengan la capacidad para degradar el contaminante entengan la capacidad para degradar el contaminante en
cuestión, para promover su biodegradación o sucuestión, para promover su biodegradación o su
biotransformación.biotransformación.
El tamaño del inóculo a utilizar, depende de:
tamaño de la zona contaminada,
la dispersión de los contaminantes y
la velocidad de crecimiento de los microorganismos
degradadores (Riser-Roberts, 1998).
Aplicaciones
Se ha usado para tratar suelos contaminados con
Herbicidas (2,4-D, clorofam)
Insecticidas (lindano, clordano, paratión),
clorofenoles (PCP) y
Nitrofenoles, BPCs, HTPs y HAPs (Alexander, 1994)
También se ha aplicado efectivamente para tratar
desechos con concentraciones relativamente altas
de metales (Eweis y col., 1998).
Biolabranza
Durante el proceso de biolabranza, la superficie del
suelo contaminado es tratado en el mismo sitio por
medio del arado. El suelo contaminado se mezcla con
agentes de volumen y nutrientes, y se remueve
periódicamente para favorecer su aireación.
Diferencia entre le biolabranza y el composteoDiferencia entre le biolabranza y el composteo
En la biolabranzabiolabranza, se mezcla el suelo contaminado con
suelo limpio
En el composteocomposteo generalmente se realiza sobre el suelo (Van
Deuren y col., 1997).
LANDFARMINGLANDFARMING
Aplicaciones
Los contaminantes tratados con éxito por
biolabranza, incluyen :
Diesel
Gasolinas
Lodos aceitosos
PCP, creosota y
Coque,
Además de algunos pesticidas y HTPs (Alexander,
1994).
Tecnología de gran escala. Se practica en USA,
Canadá, Reino Unido, Holanda, Suiza, Dinamarca,
Francia y Nueva Zelanda (Reiser-Roberts, 1998).
Limitaciones
La biolabranza debe manejarse con cuidado para
prevenir la contaminación de acuíferos, superficies de
agua, aire o en la cadena alimenticia.
El mayor problema es la posibilidad de lixiviados de los
contaminantes hacia suelo y agua.
Por la incorporación de suelo contaminado en suelo
limpio, se genera un gran volumen de material
contaminado.
No es recomendable su uso para contaminantes diluidos,
ni tampoco cuando no todos los contaminantes son
biodegradables (Van Deuren y col., 1997).
B. Tecnologías ex situ
Los procesos de biorremediación ex situ,
incluyen:
(i) Procesos de biodegradación en fase de lodos,
en donde el suelo se mezcla con agua (para formar
un lodo), microorganismos y nutrientes; y
(ii) Procesos de biodegradación en fase sólida, en
donde los suelos se colocan en una celda de
tratamiento (composteo) o sobre membranas
impermeables (biolabranza), en donde se agrega
agua y nutrientes (EPA, 2001).
Biorremediación
en fase sólida
(composteo)
El composteo es un proceso biológico controlado, por el
cual pueden tratarse suelos y sedimentos contaminados
con compuestos orgánicos biodegradables, para obtener
subproductos inocuos estables.
El material contaminado se mezcla con agentes de
volumen (paja, aserrín, estiércol, desechos agrícolas), que
son sustancias orgánicas sólidas biodegradables,
adicionadas para mejorar el balance de nutrientes, así
como para asegurar una mejor aireación y la generación
del calor durante el proceso.
Biotecnologia y sus aplicaciones ambientales
Aplicaciones
El composteo se ha usado con éxito para remediar
suelos contaminados con:
PCP
Gasolinas
HTPs
HAPs.
Se ha demostrado también la reducción, hasta niveles
aceptables, en la concentración y toxicidad de explosivos
(TNT).
El uso de estrategias de composteo, se ha adoptado
seriamente hasta los últimos 3 a 5 años (Van Deuren y col.,
1997; Semple y col., 2001).
Biorremediación
en fase de lodos
(biorreactores)
Los biorreactores
Pueden usarse para tratar suelos heterogéneos y
poco permeables, o cuando es necesario disminuir
el tiempo de tratamiento, ya que es posible
combinar controlada y eficientemente, procesos
químicos, físicos y biológicos, que mejoren y
aceleren la biodegradación (Reiser-Roberts, 1998).
Uno de los reactores más utilizados para biorremediar suelos es
el biorreactor de lodos, en el cual el suelo contaminado se
mezcla constantemente con un líquido, y la degradación se lleva
a cabo en la fase acuosa por microorganismos en suspensión o
inmovilizados en la fase sólida.
El tratamiento puede realizarse también en lagunaslagunas construidas
para este fin o bien en reactores sofisticados con control
automático de mezclado (Alexander, 1994).
Ejemplo 1: Lagunas Facultativas
Disposición en las lagunas Facultativas
•Las lagunas facultativas deben utilizar entradas y salidas múltiples para
aproximarse al flujo de tipo pistón.
•Las entradas y salidas múltiples promueven la distribución uniforme de lodos
depositados en el fondo.
Ejemplo: Lagunas Aereadas
Lagunas aireadas
Proceso de Fangos Activados
Puede definirse como una
masa floculenta que se
produce cuando un agua
residual se aerea de forma
continua
Está compuesta por
microorganismos que son
capaces de romper y
metabolizar los principales
contaminantes presentes
en el agua residual.
Microorganismos
(bacterias)
Materia
orgánica
Oxigeno
(aereadores)
Licor Mezcla
LODOS ACTIVADOS
Aplicaciones
Los biorreactores de lodos aerobios, se utilizan
principalmente para tratar:
HTPs
COSs no halogenados y
COVs.
Se utilizan también reactores secuenciales de
lodos aerobios /anaerobios para tratar:
BPCs
COSs halogenados
pesticidas y
desechos de artillería (Van Deuren y col., 1997).
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  • 1. LA BIOTECNOLOGÍA Y SUS APLICACIONES AMBIENTALES Msc. Blgo. Herry Lloclla Gonzales
  • 3. Según el Convenio sobre Diversidad Biológica de 1992, la biotecnología podría definirse como "Toda aplicación tecnológica que utilice sistemas biológicos y organismos vivos o sus derivados para la creación o modificación de productos o procesos para usos específicos".
  • 6. APLICACIONES DE LA BIOTECNOLOGÍA
  • 7. ¿QUÉ ES DESARROLLO SOSTENIBLE? SATISFECER NECESIDADES DE LAS GENERACIONES PRESENTES SIN COMPROMETER POSIBILIDAES DE LAS DEL FUTURO
  • 8. La expansión de las actividades económicas ha puesto en riesgo la capacidad de carga del sistema, que tiende a ser sobrepasada
  • 10. El término “tecnología de tratamiento”“tecnología de tratamiento” implica cualquier operación unitaria o serie de operaciones unitarias que altera la composiciónaltera la composición de una sustancia peligrosa o contaminantede una sustancia peligrosa o contaminante a través de acciones químicas, físicas o biológicasacciones químicas, físicas o biológicas de manera que reduzcan la toxicidad, movilidadreduzcan la toxicidad, movilidad o volumen del material contaminadoo volumen del material contaminado (EPA, 2001). Al tratamiento para remediar sitios contaminados, utilizando diversas tecnologías se le conoce con el nombre genérico de remediaciónremediación
  • 13. El concepto de remediación Hace referencia a la aplicación de estrategias biológicas, físico- químicas para evitar el daño y contaminación de ambientes
  • 19. C.1) Tto. Biológico o Biorremediación Actividades metabólicas de : Bacteria s Hongos Plantas Algas
  • 20. C.2) Tto. Físico – Químico En este caso se aprovechan las propiedades físicas y/o químicas de los contaminantes o del medio contaminado, para destruir, separar o contener la contaminación. Ejm. extracción con aire de COV.
  • 21. C.3) Tto. Térmico Se utiliza el calor para incrementar la volatilización, separación, quemar, descomponer o fundir (inmovilizar) los contaminantes. Ejm. Tto de suelos con vapor .
  • 24. QUE ES LA BIORREMEDIACION? Biorremediación Vida “Remediar”= Resolver un problema Bio-Remediar= usar organismos biológicos para resolver un problema. Biorremediación   Se refiere al espectro de métodos que utilizan organismos (como bacterias, plantas, hongos, etc.) o productos metabólicos obtenidos a partir de ellos para degradar contaminantes orgánicos peligrosos o convertir contaminantes inorgánicos en compuestos ambientalmente menos tóxicos o no tóxicos.
  • 25. PRINCIPIO DE LA BIORREMEDIACION La biorremediación se basa en la idea de que los organismos son capaces de tomar cosas del ambiente y usarlas para su crecimiento, toman sustancias contaminadas del medio ambiente y las conviertan en una forma no tóxica. Algunas bacterias, protistas, y hongos son muy buenos en la degradación de moléculas complejas.
  • 26. PROCESO DE LA BIORREMEDIACION 1. Los microorganismos producen enzimas que “rompen” la molécula contaminante en partes digeribles. 2. El contaminante es ingerido y digerido por la célula como nutriente junto con otras fuentes de energía. OBJETIVO Convertir sustancias que son peligrosas para los organismos vivos a productos inertes, de manera que solo queden desechos inofensivos de dichas sustancias.
  • 29. Esta estrategia biológica depende de las actividades catabólicas de los organismos, y por consiguiente de su capacidad para utilizar los contaminantes como fuente de alimento y energía (Van Deuren y col., 1997). Las rutas de biodegradación de los contaminantes orgánicos, varían en función de la estructura química del compuesto y de las especies microbianas degradadoras. El proceso de biorremediación incluye: Reacciones de oxido-reducción Procesos de intercambio iónico, e incluso Reacciones de acomplejamiento y quelación que resultan en la inmovilización de metales (Eweis y col., 1998).
  • 30. La biorremediación puede: Emplear organismos propios del sitio contaminado (autóctonos) o de otros sitios (exógenos) Realizarse in situ o ex situ En condiciones aerobias (en presencia de oxígeno) o anaerobias (sin oxígeno) Los procesos de biorremediación, aunque no todos los compuestos orgánicos son susceptibles a la biodegradación, se han usado con éxito para tratar suelos, agua residual , lodos y sedimentos contaminados con:  Hidrocarburos del petróleo ,  Solventes (benceno y tolueno),  Explosivos (TNT),  Clorofenoles (derivados del benceno),  Pesticidas ,  Residuos orgánicos ,  Conservadores de madera (creosota) e  Hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAPs)
  • 34. Microorganismos Fuente de carbono: contaminante Nutrientes: Fosforo, Nitrógeno y otros Mineralización: contaminante transformado en CO2 y H2O Mineralización: contaminante transformado en CO2 y H2O Transformación: contaminante modificado Transformación: contaminante modificado
  • 42. PROCESO DE BIORREMEDIACIÓN • ESCASA TRANSPARENCIA • BAJOS NIVELES DE OXÍGENO • ALTAS CARGAS ORGANICAS Y NUTRIENTES • SEDIMENTO HISTÓRICO AGUA SEDIMENTO
  • 43. PROCESO DE BIORREMEDIACION • TRATAMIENTO BIOLOGICO POTENCIADO Y DIRIGIDO • APLICACIÓN DEL INÓCULO A DISTINTA PROFUNDIDAD SEDIMENTO AGUA
  • 44. PROCESO DE BIORREMEDIACION • DIFUSIÓN DEL INÓCULO A TRAVÉS DE LOS INTERSTICIOS SEDIMENTO AGUA
  • 45. PROCESO DE BIORREMEDIACION • DIFUSIÓN DEL INÓCULO A TRAVÉS DE LOS INTERSTICIOS SEDIMENTO AGUA
  • 46. PROCESO DE BIORREMEDIACION • INICIO INMEDIATO DE LA ACTIVIDAD SIGUIENTE SEDIMENTO AGUA
  • 47. PROCESO DE BIORREMEDIACION • PRIMERAS MANIFESTACIONES EN LA MATRIZ AGUA. • MEJORA DE LA TRANSPARENCIASEDIMENTO AGUA
  • 48. PROCESO DE BIORREMEDIACION • REDUCCIÓN DEL ESPESOR DE LOS SEDIMENTOS SEDIMENTO AGUA
  • 49. PROCESO DE BIORREMEDIACION • INCREMENTO DE LOS NIVELES DE OXÍGENO EN EL AGUA • ELIMINACIÓN DE OLORES MOLESTOS SEDIMENTO AGUA
  • 50. PROCESO DE BIORREMEDIACION • AUMENTO DE LA TRANSPARENCIA SEDIMENTO AGUA
  • 51. PROCESO DE BIORREMEDIACION • PROLIFERACIÓN DE PLANTAS ACUATICAS SEDIMENTO AGUA
  • 52. PROCESO DE BIORREMEDIACION • ACUSADA REDUCCIÓN DEL SEDIMENTO SEDIMENTO AGUA
  • 53. PROCESO DE BIORREMEDIACION • TRANSPARENCIA TOTAL DEL AGUA SEDIMENTO AGUA
  • 54. PROCESO DE BIORREMEDIACION • RECUPERACION DE LAS CONDICIONES APROPIADAS PARA LA VIDA ACUATICA SEDIMENTO AGUA
  • 55. PROCESO DE BIORREMEDIACION • RECUPERACION DE LAS CONDICIONES APROPIADAS PARA LA VIDA ACUATICA SEDIMENTO AGUA
  • 56. PROCESO DE BIORREMEDIACION • RECUPERACION DE LAS CONDICIONES APROPIADAS PARA LA VIDA ACUATICA SEDIMENTO AGUA
  • 57. PROCESO DE BIORREMEDIACION • RECUPERACION DE LAS CONDICIONES APROPIADAS PARA LA VIDA ACUATICA SEDIMENTO AGUA
  • 58. PROCESO DE BIORREMEDIACION • RECUPERACION DE LAS CONDICIONES APROPIADAS PARA LA VIDA ACUATICA SEDIMENTO AGUA
  • 63. A. Tecnologías in situ Las técnicas in situ buscan estimular y crear un ambiente favorable para el crecimiento microbiano a partir de los contaminantes. Este objetivo generalmente puede lograrse con: El suministro de aire u oxígeno (bioventeo) El suministro de nutrientes (bioestimulación) El suministro de microorganismos (bioaumentación)  y/o humedad, además del control de Tº y Ph
  • 64. BIORREMEDIACION ATENUACION NATURAL IN SITU EX SITU BIOESTIMULACION BIOAUMENTACION
  • 65. BIOESTIMULACIONBIOESTIMULACION BIOAUMENTACION Se utilizan microorganismos endógenos para degradar contaminantes (subsuelo/aguas subterráneas contaminadas). Se estimula la actividad biológica de la bacteria por medio de la inyección de aire a través de los pozos. Estos se instalan en varios puntos del área contaminada, y a través de ellos se inyectan también nutrientes. Se adiciona un consorcio de microorganismos degradadores del contaminante. Este consorcio desarrollado en el laboratorio es enriquecido con nutrientes en una solución bioactiva, la cual es inyectada a una profundidad determinada en los pozos monitoreados. ALTAMENTE EFECTIVOSALTAMENTE EFECTIVOS
  • 66. Bioventeo El bioventeo es una tecnología relativamente nueva Su objetivo es estimular la biodegradación natural de cualquier compuesto biodegradable en condiciones aerobias. El aire se suministra en el sitio contaminado a través de: pozos de extracción por movimiento forzado (extracción o inyección) con bajas velocidades de flujo El fin es proveer solamente el oxígeno necesario para sostener la actividad de los microorganismos degradadores
  • 71. Aplicaciones Se utiliza para: Tratar compuestos orgánicos biodegradables semivolátiles (COSs) o no volátiles. Favorecer la degradación de contaminantes adsorbidos Degradar COVs, por medio de su movimiento a través del suelo biológicamente activo Remediar suelos contaminados con HTPs, solventes no clorados, pesticidas y conservadores de la madera, entre algunos otros químicos
  • 72. Bioestimulación La bioestimulaciónbioestimulación implica la circulación de soluciones acuosas (que contengan nutrientes y/u oxígeno) a través del suelo contaminado, para estimular la actividad de los microorganismos autóctonos, y mejorar así la biodegradación de contaminantes orgánicos o bien, la inmovilización de contaminantes inorgánicos in situ (Van Deuren y col., 1997)
  • 73. Aplicaciones Se ha usado con éxito para remediar suelos contaminados con Gasolina COVs Compuestos organicos sintetico (COSs), y Pesticidas Estudios a escala piloto, han mostrado la biodegradación de suelos contaminados con desechos de municiones.
  • 74. Limitaciones Esta tecnología no es recomendable porque pueden provocar limitaciones en la transferencia de O2 para suelos arcillosos altamente estratificados o demasiado heterogéneos
  • 75. Bioaumentación Esta tecnología se utiliza cuando se requiere el tratamiento inmediato de un sitio contaminado, o cuando la microflora autóctona es insuficiente en número o capacidad degradadora. Consiste en laConsiste en la adición de microorganismos vivos, que, que tengan la capacidad para degradar el contaminante entengan la capacidad para degradar el contaminante en cuestión, para promover su biodegradación o sucuestión, para promover su biodegradación o su biotransformación.biotransformación. El tamaño del inóculo a utilizar, depende de: tamaño de la zona contaminada, la dispersión de los contaminantes y la velocidad de crecimiento de los microorganismos degradadores (Riser-Roberts, 1998).
  • 76. Aplicaciones Se ha usado para tratar suelos contaminados con Herbicidas (2,4-D, clorofam) Insecticidas (lindano, clordano, paratión), clorofenoles (PCP) y Nitrofenoles, BPCs, HTPs y HAPs (Alexander, 1994) También se ha aplicado efectivamente para tratar desechos con concentraciones relativamente altas de metales (Eweis y col., 1998).
  • 77. Biolabranza Durante el proceso de biolabranza, la superficie del suelo contaminado es tratado en el mismo sitio por medio del arado. El suelo contaminado se mezcla con agentes de volumen y nutrientes, y se remueve periódicamente para favorecer su aireación. Diferencia entre le biolabranza y el composteoDiferencia entre le biolabranza y el composteo En la biolabranzabiolabranza, se mezcla el suelo contaminado con suelo limpio En el composteocomposteo generalmente se realiza sobre el suelo (Van Deuren y col., 1997).
  • 79. Aplicaciones Los contaminantes tratados con éxito por biolabranza, incluyen : Diesel Gasolinas Lodos aceitosos PCP, creosota y Coque, Además de algunos pesticidas y HTPs (Alexander, 1994). Tecnología de gran escala. Se practica en USA, Canadá, Reino Unido, Holanda, Suiza, Dinamarca, Francia y Nueva Zelanda (Reiser-Roberts, 1998).
  • 80. Limitaciones La biolabranza debe manejarse con cuidado para prevenir la contaminación de acuíferos, superficies de agua, aire o en la cadena alimenticia. El mayor problema es la posibilidad de lixiviados de los contaminantes hacia suelo y agua. Por la incorporación de suelo contaminado en suelo limpio, se genera un gran volumen de material contaminado. No es recomendable su uso para contaminantes diluidos, ni tampoco cuando no todos los contaminantes son biodegradables (Van Deuren y col., 1997).
  • 81. B. Tecnologías ex situ Los procesos de biorremediación ex situ, incluyen: (i) Procesos de biodegradación en fase de lodos, en donde el suelo se mezcla con agua (para formar un lodo), microorganismos y nutrientes; y (ii) Procesos de biodegradación en fase sólida, en donde los suelos se colocan en una celda de tratamiento (composteo) o sobre membranas impermeables (biolabranza), en donde se agrega agua y nutrientes (EPA, 2001).
  • 82. Biorremediación en fase sólida (composteo) El composteo es un proceso biológico controlado, por el cual pueden tratarse suelos y sedimentos contaminados con compuestos orgánicos biodegradables, para obtener subproductos inocuos estables. El material contaminado se mezcla con agentes de volumen (paja, aserrín, estiércol, desechos agrícolas), que son sustancias orgánicas sólidas biodegradables, adicionadas para mejorar el balance de nutrientes, así como para asegurar una mejor aireación y la generación del calor durante el proceso.
  • 84. Aplicaciones El composteo se ha usado con éxito para remediar suelos contaminados con: PCP Gasolinas HTPs HAPs. Se ha demostrado también la reducción, hasta niveles aceptables, en la concentración y toxicidad de explosivos (TNT). El uso de estrategias de composteo, se ha adoptado seriamente hasta los últimos 3 a 5 años (Van Deuren y col., 1997; Semple y col., 2001).
  • 85. Biorremediación en fase de lodos (biorreactores) Los biorreactores Pueden usarse para tratar suelos heterogéneos y poco permeables, o cuando es necesario disminuir el tiempo de tratamiento, ya que es posible combinar controlada y eficientemente, procesos químicos, físicos y biológicos, que mejoren y aceleren la biodegradación (Reiser-Roberts, 1998).
  • 86. Uno de los reactores más utilizados para biorremediar suelos es el biorreactor de lodos, en el cual el suelo contaminado se mezcla constantemente con un líquido, y la degradación se lleva a cabo en la fase acuosa por microorganismos en suspensión o inmovilizados en la fase sólida. El tratamiento puede realizarse también en lagunaslagunas construidas para este fin o bien en reactores sofisticados con control automático de mezclado (Alexander, 1994).
  • 87. Ejemplo 1: Lagunas Facultativas
  • 88. Disposición en las lagunas Facultativas •Las lagunas facultativas deben utilizar entradas y salidas múltiples para aproximarse al flujo de tipo pistón. •Las entradas y salidas múltiples promueven la distribución uniforme de lodos depositados en el fondo.
  • 91. Proceso de Fangos Activados Puede definirse como una masa floculenta que se produce cuando un agua residual se aerea de forma continua Está compuesta por microorganismos que son capaces de romper y metabolizar los principales contaminantes presentes en el agua residual. Microorganismos (bacterias) Materia orgánica Oxigeno (aereadores) Licor Mezcla
  • 93. Aplicaciones Los biorreactores de lodos aerobios, se utilizan principalmente para tratar: HTPs COSs no halogenados y COVs. Se utilizan también reactores secuenciales de lodos aerobios /anaerobios para tratar: BPCs COSs halogenados pesticidas y desechos de artillería (Van Deuren y col., 1997).