Contaminación del suelo por hidrocarburos M.C. Raúl Castañeda Ceja
Principales funciones del suelo El suelo y el subsuelo constituyen un recurso natural difícilmente renovable . Filtrante durante la recarga de los mantos acuíferos Protección de los mismos es el lugar donde ocurren los ciclos biogeoquímicos. Espacio de actividades agrícolas y ganaderas Soporte de la vegetación
Características de los hidrocarburos
Contaminación del suelo
Contaminación del suelo
propiedades físicas del suelo más afectadas por derrames de hidrocarburos son: • La estructura del suelo debido a la ruptura de los agregados • Aumento de la retención del agua en la capa superficial • El potencial hídrico Elías Munguía y Martínez en SEMARNAP
Las propiedades químicas del suelo más afectadas por un derrame de hidrocarburos son: • Aumento de carbono orgánico, ya que el 75% del carbono del petróleo crudo es oxidable • Disminución del pH, debido a la acumulación del carbono orgánico y generación de ácidos orgánicos • Aumento del manganeso y hierro intercambiable • Aumento del fósforo disponible
Los efectos tóxicos de los hidrocarburos en el ambiente dependerán de: La cantidad y composición del petróleo • La frecuencia y tiempo de exposición • El estado físico del derrame • Las características del sitio donde sucedió el derrame • Variables ambientales como temperatura, humedad y oxígeno • El uso de dispersantes químicos (está restringido su uso)
Petróleos Mexicanos (PEMEX)
Informe anual de PEMEX de 1999
Daños provocados por hidrocarburos al suelo y a la salud
contaminación La contaminación, es la alteración de las características físicas, químicas o biológicas de los factores medioambientales en grado tal que supongan un riesgo inaceptable para la salud humana o los ecosistemas. Acusa del hombre
Un suelo contaminado por hidrocarburo es aquel que: Presentan concentraciones de hidrocarburos totales de petróleo superiores a 50 mg/Kg.
Princípiales acciones que generan la contaminación del suelo Derrames en operaciones de transporte y de carga y descarga. Fugas de conducciones superficiales Derrames sistemáticos en instalaciones industriales Fugas por accidentes industriales
Efecto HIDROCARBUROS AROMÁTICOS POLICÍCLICOS ( HAPs ) SOBRE LA SALUD HUMANA Vías de penetración: inhalación, ingestión y penetración cutánea Son los más tóxicos de los hidrocarburos. La exposición en periodos prolongados ha desarrollado casos de cáncer y algunos ejercen efectos mutagénicos . El benzo (a) pireno es cancerígeno. SOBRE LOS ECOSISTEMAS Otros efectos: lenta degradación, acumulación en los sedimentos, suelos, plantas acuáticas y terrestres, peces e invertebrados.
Efecto BENCENO Y SUS DERIVADOS SOBRE LA SALUD HUMANA Vías de penetración: inhalación, ingestión y penetración cutánea. - Causa : Depresión del sistema nervioso central, inconsciencia a menudo mortal (sólo bajo altas concentraciones). Dermatitis. Dolor abdominal y de garganta. SOBRE LOS ECOSISTEMAS Ecotoxicidad : muy tóxico - Otros efectos: Riesgo de inflamabilidad y explosión.
Efecto BIFENILOS POLICLORADOS ( PCBs ) SOBRE LA SALUD HUMANA Vías de penetración: inhalación, ingestión y penetración cutánea. Posibles efectos cancerígenos y teratogénicos . Atacan al hígado, produciendo coma hasta la muerte. SOBRE LOS ECOSISTEMAS Otros efectos: Inhiben el crecimiento de las plantas. Baja degradación y alta persistencia en el suelo
Es una tecnología emergente que utiliza organismos vivos. A bsorber , degradar o transformar los contaminantes y retirarlos, inactivarlos o atenuar su efecto.
Convertir sustancias que son peligrosas para los organismos vivos a productos inertes, de manera que solo queden desechos inofensivos de dichas sustancias. OBJETIVO
Descontaminación Digestión Sustancias orgánicas por los microorganismos Obtienen la fuente de carbono C recimiento de sus células funciones metabólicas
Descontaminación Digestión Sustancias orgánicas por los microorganismos Obtienen la fuente de carbono C recimiento de sus células funciones metabólicas
Los métodos de tratamiento biológico dependen de la capacidad de los microorganismos para degradar residuos aceitosos a productos inocuos (dióxido de carbono , agua y biomasa) a través de reacciones bioquímicas.
La biodescontaminación es un proceso espontáneo o dirigido en el cual mediante procedimientos biológicos, fundamentalmente microbiológicos, se degradan o transforman los contaminantes hasta formas menos tóxicas o no tóxicas. Biodegradabilidad. D istribución del contaminante en las distintas fases. Lixiviación.
Los hongos basidiomicetos ligninolíticos producen un conjunto de enzimas extracelulares para metabolizar la lignina que les confieren, asimismo, la capacidad de degradar un amplio abanico de contaminantes. La aplicación de estos hongos para tratar y recuperar espacios contaminados tiene un interés creciente. Esta revisión recoge diversos aspectos de las tecnologías de biorrecuperación y de los avances en el conocimiento del metabolismo ligninolítico .
TÉCNICAS PARA TRATAMIENTO DE EMPLAZAMIENTOS CONTAMINADOS El confinamiento tiene como finalidad el aislamiento de la fuente contaminante, evitando la salida de líquidos (lixiviados), polvo o gases; es decir controlando la dispersión de la contaminación. La recuperación de un espacio contaminado puede abordarse mediante diferentes estrategias: confinamiento, limpieza y estrategia de respuesta.
tratamiento in situ del suelo contaminado excavación del emplazamiento contaminado , retirada del suelo afectado y tratamiento ex situ del mismo excavación, retirada y depósito en vertedero controlado LA LIMPIEZA INCLUYE LA APLICACIÓN DE UNA O VARIAS TECNOLOGÍAS PARA ELIMINAR LOS CONTAMINANTES DEL SUELO
BIORREMEDIACION : HONGOS por ejemplo : Sustancias empleadas en la preservación de la madera . Hidrocarburos aromáticos policíclicos . Organoclorados . Bifenilos policlorados . Tinturas. Pesticidas. Fungicidas. Herbicidas. Lignina . Ciertos hongos son muy efectivos en la remoción de un amplio rango de contaminantes.
Pleurotus ostreatus pleuroto en forma de ostra ( Pleurotus ostreatus ) es un hongo comestible, estrechamente emparentado con la seta de cardo ( Pleurotus eryngii ). Aplicación del hongo como Alternativa para la Biorremediación de Suelos Contaminados con Metales Pesados.
El término biorremediación fue acuñado a principios de la década de los '80. Los científicos observaron que era posible aplicar estrategias de remediación que fuesen biológicas, basadas en la capacidad de los microorganismos de realizar procesos degradativos
se basan en la digestión sustancias orgánicas por los microorganismos
representan simplificadamente a un reactor con su correspondiente sedimentador y Materiales El sistema está formado por seis pequeños reactores construidos con planchas acrílicas, cada reactor tiene una capacidad de 11L tienen dos salidas que permiten la salida del afluente tratado y el drenaje de los excesos de lodo.
la cual será bombeada mediante una bomba peristáltica hacia un sistema de distribución que aplicó diferentes caudales hacia cada uno de los seis reactores, permitiendo diferentes tiempos de retención. Cada reactor constara de dos zonas (mezcla completa y sedimentación de lodos). En un tanque se almacenara el agua residual sintética o natural a ser tratada Al mismo tiempo cada uno de los seis reactores recibirá la dotación de aire a través de un sistema de distribución cuya fuente fue un compresor de aire.
En el proceso de lodos activados los microorganismos ( Pleurotus ostreatus ) son completamente mezclados con la materia orgánica de manera que esta les sirve de alimento para su producción. El inóculo usado será extraído de la planta de lodos activados. La adaptación de las especies no será inmediatamente demandando, aproximadamente, 6 días su aclimatación. Preparación del sustrato sintético Además, se inoculará estiércol de ganado vacuno y abono de jardín (cepas biológicas), a fin de acelerar el crecimiento microbiano. siembra del microorganismo
Se pondrá en marcha el sistema con el encendido del compresor proveyendo de aire a todos los reactores. Se enciende la bomba peristáltica, la cual estará conectada al dosificador de sustrato, el cual funciona automáticamente dosificando una cierta cantidad de sustrato, dependiendo del tiempo de retención hidráulico de cada reactor. Marcha del sistema Se llena cada reactor con el lodo cultivado y una cantidad adicional de sustrato.
Descomposición por las plantas y organismos, como consecuencia de los procesos metabólicos que tienen lugar en las plantas. Los microorganismos del suelo, bacterias, algas y hongos, obtienen alimento y energía para su crecimiento por descomposición de los compuestos orgánicos sobre todo cuando carecen de otras fuentes.
La bioventilación es una biorremediación “in-situ” que utiliza microorganismos endógenos para degradar contaminantes tanto del subsuelo como de las aguas subterráneas contaminadas. Mediante esta técnica, la actividad biológica de la bacteria endógena se estimula por medio de la inyección de aire a través de los pozos de ventilación. Estos se instalan en varios puntos del área contaminada, y a través de ellos se inyectan nutrientes y soluciones específicas preparadas en laboratorio.
Se cumplieron dos condiciones para aplicar el sistema de bioventilación como tecnología remediativa en este lugar. En primer lugar se determinó que era posible la producción y provisión de oxígeno a través de la zona vadosa del subsuelo. Luego se demostró que los microorganismos endógenos del lugar tenían la capacidad de utilizar el oxígeno. fue necesario determinar la conductividad hidráulica y la permeabilidad intrínseca para saber cuán efectivo sería el sistema de bioventilación en el lugar afectado. Y de esa manera poder biodegradar la contaminación de hidrocarburos en una proporción aceptable.
Bibliografía Online de Microbiología para Farmacéuticos INTRODUCCIÓN Suelos Contaminados por Hidrocarburos Universidad de Granada.htm Instituto Nacional de Ecología.htm C:\Users\shyrma\Pictures\ambiental\Contaminación del Suelo « Secretaría de Protección Civíl.htm