FITORREMEDIACIÓN EN SUELOS CONTAMINADOS.pptx

La fitorremediación es el empleo de plantas y sus microorganismos asociados para la mejora funcional y recuperación de suelos contaminados. Este método se basa en los procesos naturales mediante los cuales las plantas y la microbiota asociada a sus raíces degradan y/o secuestran los contaminantes

1. Tecnologías de remediación

2. definición Las tecnologías de remediación de suelos abarcan todas aquellas operaciones que tienen por objetivo reducir la toxicidad, movilidad o concentración del contaminante presente en el medio, mediante la alteración de la composición de la sustancia peligrosa o del medio, a través de acciones químicas, físicas o biológicas. En la actualidad existen diversas tecnologías y su elección depende de las características intrínsecas del medio y del contaminante, de la eficacia esperada para cada tratamiento, de su factibilidad técnico-económica y del tiempo estimado para su ejecución.

3. In Situ Ex situ Descontaminación Contención Confinamiento Biológico Físico químico Térmico Mixto Tradicional Innovadora

4. TRATAMIENTO BIOLÓGICOS TRATAMIENTOS FISICOQUÍMICOS TRATAMIENTOS TÉRMICOS Fitorremediación Biotransformación Biodegradación asistida Biotransformación de metales Bioventing Compostaje Landfarming Lodos Biológicos Adición de enmiendas Barreras de suelo seco Barreras físicas verticales y horizontales Barreras Permeables activas Electrocinética Extracción de agua Extracción de aire Flushing Inyección de aire comprimido Inyección de solidificantes Lavado de suelos Pozos de percolación Oxidación UV Calentamiento por conducción térmica Calentamiento por resistencia eléctrica Desorción térmica Incineración Inyección de agua caliente Inyección de vapor Pirolisis Vitrificación

5. PROCESOS DE BIORREMEDIACIÓN Es la transformación química de los contaminantes mediante el uso de microorganismos que satisfacen sus requerimientos nutrimentales y de energía contribuyendo a la desintoxicación del ambiente por mineralización o co-metabolismo (USEPA 1996). La biorremediación es la adición de materiales exógenos a los ambientes contaminados para acelerar el proceso natural de biodegradación ( Senan y Abraham 2004) . BIOESTIMULACIÓN BIOAUMENTACIÓN

6. fitorremediación La fitorremediación que tiene como objetivo degradar, asimilar, metabolizar o desintoxicar metales pesados, compuestos orgánicos y compuestos radioactivos por medio de la acción combinada de plantas y microorganismos con capacidad fisiológica y bioquímica para absorber, retener, degradar o transformar sustancias contaminantes a formas menos tóxicas (Harvey et al. 2002) HIPERACUMULADORAS .-especies poseen gran capacidad para acumular metales pesados, estas plantas deben acumular al menos 100 μg/g (0.01 % peso seco) de Cd y As; 1000 μg/g (0.1 % peso seco) de Co, Cu, Cr, Ni y Pb; y 10 000 μg/g (1.0 % peso seco) de Mn (Watanabe, 1997; Reeves  et al,  1999; McGrath  et al,  2001; Kamal   et al,  2004; Yang  et al,  2004; Reeves, 2006; Padmavathiamma y Li, 2007).

7. Mecanismos de la fitorremediación

8. Una planta fitorremediadora realiza cualquiera de los mecanismos anteriores siguiendo tres fases La absorción se da por osmosis en la rizodermis de las raíces jóvenes, en la cual influye la temperatura y el pH del suelo, además del PM e hidrofobicidad. Las especies metálicas son secuestradas o acomplejadas mediante la unión a ligandos específicos de ácidos orgánicos (ácidos cítrico, oxálico y málico), algunos aminoácidos (histidina y cisteína) y dos clases de péptidos: fitoquelatinas ( cido glutámico, cisteína y glicina, unidos por enlaces peptídicos) y metaloteínas ( 70-75 aminoácidos con un alto contenido en cisteína, aminoácido capaz de formar complejos con cationes mediante el grupo sulfidrilo) Involucra la compartimentalización y detoxificación, proceso por el cual, el complejo ligando-metal queda retenido en la vacuola.  

9. ¿Cuándo una especie es fitOremediadora ? Para definir una especie de planta fitorremediadora, se ha de calcular los factores biológicos, los cuales determinan si la planta es: Tolerantes, Exclusoras Acumuladoras Factor de Bioconcentración (BCF) BCF = Factor de Traslocación FT FT=   Un valor del TF menor a 1 , significa que la translocación del metal es baja, por lo que está retenido principalmente en las raíces y puede usarse para fitoestabilización (Falcón, 2017, p. 18). Ya que la planta no traslada eficazmente los metales pesados de la raíz a la parte aérea, por esta razón, cuenta con un gran potencial fitoestabilizado Si el BCF raíz < 1 la planta es excluyente Si el BCF raíz > 1 la planta es acumuladora Si el BCF raíz > 10 la planta es hiperacumuladora

10. ALAMO La flora más comúnmente usada en fitorremediación (Fito extracción y Fito estimulación, Fito degradación, Fito volatilización ) son ÁLAMOS, primeramente porque los árboles son de crecimiento rápido y pueden sobrevivir en un rango amplio de climas. Los álamos también pueden atraer grandes cantidades de agua (relativo a otras especies de plantas) desde el suelo o del acuífero. Esto puede arrastrar grandes cantidades de contaminantes disueltos desde el medio contaminado.

11. Raphanus sp . Dec y Bollang (1994) demostraron que Raphanus sp . desarrolla su sistema radicular en un año y que, durante el mismo tiempo, absorbe compuestos fenólicos que remueve hasta en un 90 % de la concentración inicial

12. BIOTRANSFORMACIÒN Según la Environmental Agencia de Protección (EPA), la biorremediación se define como los procesos en los que se usan microorganismos o enzimas producidas por estos para transformar o degradar contaminantes tóxicos en los ecosistemas ; esta estrategia biológica depende de las propiedades catabólicas que presentan los microorganismos, quienes utilizan los contaminantes para su desarrollo.

13. BIOLIXIVIACIÒN Proceso aplicado con éxito utilizando bacterias oxidantes de hierro o sulfuros, como  Thiobacillus ferroxidans   o  Thiobacillus thiooxidans , respectivamente, en la recuperación de Cu, Ni, Zn y Cd, tanto en condiciones aerobias como anaerobias, ya que estos microorganismos pueden utilizar el catión Fe 3+ como último aceptor de electrones en lugar del O 2 , son microorganismos acidófilos (pH = 2,5) lo cual resulta adecuado para mantener a los metales en solución, sobre todo al Fe 3+. Trichoderma Harzianum pueden solubilizar MnO 2 , Fe 2 O 3 y Zn metálico mediante la liberación de agentes quelantes.  Ralstonia eutropha ( Alcaligenes eutrophus ) es una bacteria capaz de acumular metales pesados, previa solubilización de los mismos mediante la liberación de sideróforos. 

14. INMOVILIZACIÒN DE METALES Existen microorganismos resistentes y tolerantes a metales . Los resistentes se caracterizan por poseer mecanismos de detoxificación codificados genéticamente, inducidos por la presencia del metal. En cambio, los tolerantes son indiferentes a la presencia o ausencia de metal. La resistencia o tolerancia experimentada por microorganismos es posible gracias a la acción de diferentes mecanismos como son: biosorción, bioacumulación, biomineralización, biotransformación y quimiosorción mediada por microorganismos. En la absorción microbiana, llamada bioacumulación, las especies metálicas son efectivamente retenidas al interactuar con los fosfatos, proteínas y lípidos en el citoplasma celular compitiendo con los iones sodio, potasio y calcio en los mecanismos biológicos.