Biorremediacion De Suelos Contaminados

Biorremediación de suelos contaminados por hidrocarburos .

Introducción.

La degradación microbiana constituye el principal proceso de descontaminación natural (Prince, 1993). Este proceso se puede acelerar y/o mejorar mediante la aplicación de tecnologías de biorremediación. El crudo de petróleo se caracteriza por ser una matriz contaminante que contiene una elevada diversidad de compuestos, por lo que es un sustrato ideal para evaluar el potencial catabólico de cepas o consorcios microbianos de interés en biorremediación.

Planteamiento del problema.

La elevada complejidad de la composición del crudo de petróleo y derivados, implica la existencia de una amplia capacidad enzimática si se quiere conseguir una degradación significativa del crudo. La mayor parte de los estudios realizados se han llevado a cabo con cepas bacterianas individuales o con la combinación de diferentes cepas aisladas. En la mayoría de los casos, son degradadoras de alcanos, debido a que los alcanos son los componentes más abundantes del crudo de petróleo. No obstante en algunos casos, estas cepas tienen la capacidad de oxidar selectivamente las cadenas alquílicas de ciertos Hidrocarburos Aromáticos Policíclicos (HAPs) alquilados, compuestos abundantes en el crudo.

Resultados anteriores conseguidos utilizando la cepa Pseudomonas sp. F21, aislada en medio mineral con un crudo ligero de Arabia corrobora la anterior afirmación; la cepa F21, la cual degrada todos los n-alcanos y los alcanos ramificados de bajo peso molecular (isoprenoides ligeros), también es capaz de degradar selectivamente las formas metiladas del naftaleno, fenantreno, pireno y criseno (Bayona et al., 1986; Solanas et al., 1984). Sin embargo, la cepa F21 es incapaz de utilizar los HAPs no substituidos (parentales), y por lo tanto la disminución de los alquil-HAPs se debe probablemente a la oxidación de las cadenas alquílicas, tal y como ya se ha descrito en otros degradadores de alcanos. Recientemente, se han descrito algunas cepas con la capacidad de degradar tanto HAPs de elevado peso molecular como alcanos, pero ésta, no parece que sea una norma general. De hecho los degradadores de alcanos citados habitualmente en la bibliografía generalmente no son capaces de romper el anillo aromático de los HAPs, mientras que los degradadores de HAPs generalmente no crecen con alcanos.

Por lo tanto se busca encontrar una bacteria que logre una degradación completa de los residuos de hidrocarburos en los suelos contaminados.

Justificación.

La biorremediación aplicada a emplazamientos contaminados por hidrocarburos suele conducir a resultados muy satisfactorios, todavía quedan algunos aspectos por abordar en la investigación. Aspectos relacionados con la falta de biodisponibilidad y la recalcitrancia de algunos HAPs de elevado peso molecular sugieren nuevas estrategias.

En relación a la falta de biodisponibilidad, mientras se conoce muy bien el comportamiento de los tensoactivos en medio líquido, donde se han obtenido muy buenos resultados, su comportamiento en medio sólido está sujeto a interacciones mucho más complejas y los resultados obtenidos hasta la actualidad muestran resultados contradictorios (Volkering et al. 1998).

En relación a la biodegradación de HAPs de elevado peso molecular, existe un grupo de microorganismos que ofrece muchas expectativas. Se trata de los hongos ligninolíticos cuyos exoenzimas peroxidasas y lacasas pueden oxidar estos substratos. Sin embargo, mientras que se pueden llevar a cabo la eliminación de estos substratos en medio líquido, la colonización de estos hongos en suelos contaminados ofrece ciertas dificultades. Un mejor conocimiento de los parámetros que condicionan esta colonización debería permitir su aplicación exitosa en la biorremediación de suelos con elevadas concentraciones de estos contaminantes.

Finalmente, otro aspecto necesario de discusión e investigación se refiere a los parámetros que se usan para establecer cuándo un suelo está descontaminado. En primer lugar se debería homogeneizar y controlar las metodologías de análisis de los TPH ya que pueden existir resultados muy dispares entre laboratorios. En segundo lugar, los valores absolutos de la concentración de los hidrocarburos en un suelo no debería ser el único parámetro para establecer que un suelo está descontaminado. El fenómeno de la falta de biodisponibilidad de los hidrocarburos más pesados y recalcitrantes y el seguimiento de la toxicidad deberían ser incluidos en los programas de seguimiento.

Objetivos.

1. Poner a punto de un sistema de análisis químico para la cuantificación de la biodegradación de un crudo de petróleo.

2. Estudiar la capacidad degradadora de distintos consorcios microbianos (F1AA, AM y TD) frente a un crudo de petróleo.

3. Evaluar la posible pérdida de la capacidad degradadora de los consorcios F1AA, TD y AM después de su crecimiento en medio rico LB, para su uso potencial como inóculos en biorremediación.

4. Estudiar el efecto del biotensioactivo MAT10 producido por Pseudomonas aeruginosa AT10 en la degradación de crudo de petróleo por el consorcio AM.

5. Comparar el efecto de la bioaumentación (adición de microorganismos adaptados a hidrocarburos) y la bioestimulación (adición de fertilizante como fuente de nutrientes, la estimulación con la adición de agua y volteo manual como fuente de oxigeno) en la biodegradación de hidrocarburos en suelos contaminados.

6. Definir la estrategia de biorremediación aplicable acorde a las condiciones in situ de los suelos contaminados por hidrocarburos

Marco teórico.

1.1 COMPOSICIÓN DEL CRUDO DE PETRÓLEO

1.1.1 Composición general

El crudo de petróleo se caracteriza por ser un líquido negro, viscoso y con una composición química sumamente compleja, pudiendo contener miles de compuestos, básicamente de la familia de los hidrocarburos. Los hidrocarburos componen la familia predominante de compuestos (un 50-98% de la composición), por lo que constituyen uno de los grupos de contaminantes ambientales más importantes, tanto por su abundancia, como por su persistencia en distintos compartimentos ambientales (Casellas et al., 1995). Mayoritariamente son alcanos de cadena lineal (n-alcanos o n- parafinas), alcanos ramificados (en menor cantidad), cicloalcanos (o naftenos) y cantidades variables de hidrocarburos aromáticos. La composición elemental de un crudo está condicionada por la predominancia de los compuestos tipo hidrocarburo: 84-87% de C, 11-14%

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