Biorremedicion

Microbial remediation, a potential tool for restoration of contaminated areas

RESUMEN

En este documento, se presenta una breve síntesis del uso de microorganismos para la remediación de suelos contaminados como también una rápida descripción de algunas tecnologías  de biorremediación y sus principales limitaciones

El crecimiento económico y la globalización han originado evidentes beneficios, pero al mismo tiempo han provocado la aparición de nuevos riesgos. Existen dificultades e incertidumbres para identificar con exactitud la relación causal entre medio ambiente y salud. La medición de la exposición a numerosos factores ambientales es compleja porque no se dispone de sistemas adecuados de información y vigilancia sanitaria que permitan valorar la magnitud y gravedad de los riesgos. La información disponible sobre las enfermedades relacionadas con el medio ambiente, procede de la experimentación en animales, estudios de laboratorio, estudios epidemiológicos y toxicológicos. Los resultados de estos trabajos de investigación permiten extrapolar y estimar posibles riesgos para la salud pública. Se sabe, además, que algunas sustancias ambientales por debajo de ciertos niveles no son peligrosas. Sin embargo, otros agentes, tales como alérgenos, radiaciones ionizantes, contaminantes del aire, preparados químicos carcinógenos, pueden suponer un riesgo a niveles más bajos de los observados (Vargas Marcos, 2005).

Hoy en día, la biorremediación es un método comúnmente utilizado para restaurar los valores naturales y útiles de los sitios contaminados, esta, se lleva a cabo con microorganismos capaces de degradar, transformar o variar compuestos tóxicos quelados. Los microorganismos pueden descomponer los contaminantes orgánicos usándolos como fuente de carbono y energía, o por cometabolismo (Dzionek, Wojcieszyńska, & Guzik, 2016).

Los principales agentes biológicos utilizados en la biorremediación son las bacterias y hongos  que utilizan los contaminantes como fuente de nutrientes o energía. La diversidad microbiana del sitio, es uno de los parámetros más importantes para la biorremediación, junto con la naturaleza de los contaminantes, y algunas propiedades del suelo (pH, contenido de humedad,  estado nutricional, temperatura, potencial de oxidación-reducción). Las cepas se pueden obtener de la flora del suelo, aislándolas  de cepas nativas  desde el sitio contaminado y efectuando una selección de ellas en condiciones de laboratorio de acuerdo con el contaminante (cultivos de enriquecimiento), para después de su crecimiento, inocular los microorganismos en el sitio de la zona contaminada (Morillo & Villaverde, 2016).

El alto contenido de materia orgánica, se asocia típicamente con un alto número de microbios y una gran diversidad de poblaciones microbianas. La materia orgánica sirve como un almacén de carbono y energía, así como una fuente de otros macronutrientes, tales como nitrógeno, fósforo, y azufre. El Subsuelo y los sedimentos de aguas subterráneas tienen niveles más bajos de materia orgánica y por lo tanto el número de microbios es  más bajos y menos diversa, que la población de los suelos superficiales. Las bacterias, se hacen más dominantes al aumentar la profundidad en el perfil del suelo, caso contrario de los hongos o actinomicetos que disminuyen. Esto, se atribuye a la capacidad de las bacterias de utilizar aceptores de electrones alternativos al oxígeno (Boopathy, 2000).

El uso de procesos microbianos, se ha utilizado ampliamente para la eliminación de productos químicos de los efluentes domésticos o industriales, como los sistemas de tratamiento de residuos. Sin embargo, muchos compuestos no son degradados completamente, esto, no necesariamente debido a la ausencia de una microflora biodegradativa, sino más bien, porque la técnica no se ha optimizado, lo que  abre una discusión  sobre la necesidad de técnicas nuevas o modificadas de biorremediación  (Morillo & Villaverde, 2016).

La biorremediación es ecológica, no invasiva, más barata que los métodos convencionales, y es una solución permanente que puede poner fin a la degradación o transformación de los contaminantes ambientales en formas inocuas o menos tóxicas (Dzionek, Wojcieszyńska, & Guzik, 2016). La biorremediación se utiliza para la limpieza del sitio en aproximadamente el 10% de las solicitudes. Teniendo en cuenta que se trata de una tecnología que puede mejorar la calidad del suelo y parece más sostenible que otras tecnologías de recuperación (como la incineración, que ofrece una gran seguridad en el tratamiento, pero destruye completamente el suelo), esta cifra parece sorprendentemente baja. Esto, se debe principalmente a una percepción generalizada de que la biorremediación todavía es una tecnología de remediación que es: menos fiable que otras; difícil de predecir en función de la velocidad y grado de remediación; y que requiere una extensa, intrusiva, y por lo tanto más cara, evaluación del sitio (Gillespie & Philip, 2012).

La biorremediación tiene también sus limitaciones. Algunos productos químicos no son susceptibles a la biodegradación, por ejemplo, metales pesados, radionucleidos y algunos compuestos clorados. En algunos casos, el metabolismo microbiano de contaminantes puede producir metabolitos tóxicos. La biorremediación es un procedimiento científicamente intensivo, que debe adaptarse a las condiciones específicas del lugar, lo que significa, que se debe hacer estudios de tratabilidad en una pequeña escala antes de la actual limpieza de los sitios. Algunas de las preguntas  a  responder antes de usar técnicas de biorremediación son: ¿el contaminante  es biodegradable?, ¿La biodegradación se produce en el sitio de forma natural?, ¿Las condiciones ambientales, son las apropiadas para la biodegradación?, si los residuos no se biodegradan por completo, ¿dónde van a ir?. Estas preguntas pueden ser respondidas con la caracterización del sitio y también por los estudios de tratabilidad (Boopathy, 2000).

Para la biorremediación, existen varias tecnologías de uso común, divididos en líneas generales entre métodos ex situ e in situ (Fig. 1).  Las tecnologías Ex situ  por lo general implican la construcción de hileras o biopilas en las instalaciones o en una ubicación remota. Las tecnologías In situ son mucho menos molestas, estas implican un movimiento significativamente menor de tierras, pero a su vez, requieren tiempos de tratamiento más largos y sufren de una falta de control en comparación con las tecnologías ex situ (Gillespie & Philip, 2012).

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