BIORREMEDIACION DE SUELOS Y ACUIFEROS, BIOLIXIVIACION MICROBIANA DE COBRE Y ORO.

BIORREMEDIACION DE SUELOS Y ACUIFEROS, BIOLIXIVIACION MICROBIANA DE COBRE Y ORO

El trmino tecnologa de remediacin implica el uso de cualquier operacin unitaria o conjunto de ellas, que altere la composicin de un contaminante peligroso a travs de acciones qumicas, fsicas o biolgicas de manera que reduzcan su toxicidad, movilidad o volumen en la matriz o material contaminado. Las tecnologas de remediacin representan una alternativa a la disposicin en tierra de residuos peligrosos sin tratamiento y sus posibilidades de xito, bajo las condiciones especficas de un sitio, pueden variar ampliamente (US EPA 2001).El trmino remediacin de suelos se entiende como el conjunto de acciones necesarias para recuperar y reestablecer sus condiciones, con el propsito de que ste pueda ser destinado a alguna de las actividades previstas en el programa de desarrollo urbano o de ordenamiento ecolgico que resulte aplicable para la zona respectiva. En la citada norma, el trmino remediacin se utiliza como sinnimo de restauracin, reversin, saneamiento, limpieza, rehabilitacin y regeneracin.

Factores interrelacionados entre s que inciden en la remediacin de un suelo

Factores ambientales ms importantes para la remediacin de un suelo se encuentran las condiciones ambientales y las caractersticas fisicoqumicas del suelo.i Temperatura. Puede afectar propiedades del contaminante as como la velocidad de un proceso de biorremediacin, ya que la velocidad de las reacciones enzimticas dependen de sta.

ii Humedad. Una alta humedad en el suelo puede provocar problemas durante la excavacin y el transporte as como aumentos en los costos durante el uso de mtodos de trmicos. La humedad tambin puede afectar los procesos de biorremediacin debido a que, en general, aunque todos los microorganismos necesitan agua para subsistir, debe existir un balance, ya que si el contenido de agua es muy bajo, la actividad microbiana se detiene, y si es muy alto, disminuye el intercambio gaseoso a travs del suelo.iii Tipo de suelo. La capacidad de retencin de agua de un suelo vara en funcin de las fracciones orgnicas y minerales. En general, los materiales no consolidados (arenas y gravas finas) son ms fciles de tratar. Asimismo, a mayor tamao de partcula en la fraccin mineral, la permeabilidad y la aireacin son mayores. La capacidad de retencin de agua en un suelo aumenta proporcionalmente al contenido de materia orgnica. Un suelo con alto contenido hmico disminuye la movilidad de compuestos orgnicos y con ello la eficiencia de ciertas tecnologas, como el lavado de suelos.

iv pH. El pH afecta la solubilidad y disponibilidad de macro y micro- nutrientes, la movilidad de metales y la reactividad de minerales. Generalmente, los metales son mviles a pH bajo, en forma de especies inicas libres o como rgano-metales solubles; al pH alcalino forman carbonatos o fosfatos minerales insolubles. La actividad y crecimiento microbianos son fuertemente afectados por el pH. La mayora de las bacterias tienen un rango ptimo de 6.5 a 8.5; si el suelo es cido se favorece el crecimiento de hongos.

v Aceptores de electrones. Su presencia es importante para la aplicacin de tecnologas de biorremediacin. La mayora de estos son compuestos inorgnicos oxidados, como O2, NO3 2-, Mn4+, Fe3+, SO4 2- y CO2.

vi Potencial redox. Mide la oxidacin relativa de una solucin acuosa y normalmente se encuentra controlado por el contenido de humedad del suelo. En ambientes anaerobios reducidos, los metales precipitan debido a la presencia de iones ferrosos y carbonatos; en cambio, bajo condiciones oxidantes, los metales se hacen ms solubles.vii Permeabilidad. Se refiere a la facilidad o dificultad con la que un lquido puede fiuir a travs de un medio permeable. La permeabilidad de un suelo es uno de los factores que controla la efectividad de tecnologas in situ. En general, una baja permeabilidad en el suelo disminuye la efectividad de la mayora de las tecnologas de remediacin.

Caractersticas de los contaminantes. La naturaleza y caractersticas del contaminante es otra variable de suma importancia para el xito o fracaso de un proceso de remediacin.

Dentro de las ms importantes se encuentran: toxicidad, concentracin, disponibilidad, solubilidad y sorcin del contaminante a las superficies slidas.

i Toxicidad. El factor clave para decidir la remediacin de un sitio es la toxicidad para los seres vivos. La descarga de qumicos txicos a un suelo implica, entre muchos otros problemas, que son generalmente resistentes a la biodegradacin. La biorremediacin se inhibe si un qumico es txico para organismos degradadores.

ii Concentracin. La concentracin de un compuesto en un suelo es un factor de gran importancia para definir el uso de una tecnologa de remediacin en particular. En general, altas concentraciones inhiben la actividad microbiana; sin embargo, la inhibitoria depende de la estructura del contaminante. Algunos qumicos pueden ser inhibitorios en baja concentracin (g g-1 de suelo seco), mientras que otros pueden serlo en cantidades mayores (g g-1 de suelo seco).iii Solubilidad. Es la cantidad de un elemento o compuesto que puede disolverse en agua. Los qumicos difieren significativamente entre s en cuanto a su solubilidad en agua. En general, sta disminuye al aumentar el tamao de la molcula y los compuestos polares son ms solubles que los no polares. Mientras mayor es la solubilidad de un compuesto, mayor es su biodisponibilidad.

iv Sorcin. La sorcin de un qumico a la matriz slida del suelo afecta su solubilidad y su biodisponibilidad. La sorcin incluye la adsorcin (retencin superficial) y la absorcin (captacin hacia el interior de la matriz). Los cationes generalmente son sorbidos en sitios de intercambio catinico en minerales arcillosos o superficies hmicas, mientras que los compuestos aninicos y no inicos quedan sorbidos en la materia orgnica. La sorcin de un contaminante a las partculas del suelo puede no slo provocar la falta de biodisponibilidad, sino que tambin dificultar su extraccin qumica.

v Volatilidad. Es la tendencia de un compuesto o un elemento para moverse de una fase lquida o slida a una gaseosa. Entre los metales, el Hg y el Se tienen formas voltiles.

vi Polaridad y carga inica. Los compuestos no polares tienden a ser hidrofbicos y se concentran en la materia orgnica del suelo. Los compuestos no polares generalmente tienen menor movilidad en el suelo que los polares. La carga inica determina la capacidad de un compuesto para su adsorcin en un slido.Factores microbiolgicos. Es un factor de importancia para la aplicacin de tecnologas biolgicas.

Este tipo de factores implica la verificacin de la existencia de poblaciones de microorganismos degradadores, es decir, si existen grupos microbianos capaces de degradar o transformar el contaminante y si estos se encuentran en nmero suficiente. Las poblaciones microbianas pueden encontrarse en nmero suficiente en el sitio a tratar (autctonas o nativas) o bien pueden adicionarse poblaciones nativas aumentadas en laboratorio u organismos genticamente modificados.Ventajas y desventajas de las tecnologas de remediacin in situ y ex situ

Alteracin de propiedades del contaminanteA diferencia de los contaminantes orgnicos, los metales no pueden descomponerse por va biolgica, fsica ni qumica, de manera que la remediacin de sitios contaminados con metales o metaloides se limita a la alteracin de su solubilidad, movilidad y/o toxicidad, bsicamente a travs de cambios en su estado de valencia, favoreciendo su inmovilizacin (quelacin) y/o movilizacin (disolucin) (Stephen y Macnaughton 1999, Bosecker 2001). De esta manera, es posible favorecer la remocin o concentracin de los metales para su posterior extraccin (Lovley y Coates 1997, Gadd 2000, Barkay y Schaefer 2001).Inmovilizacin o separacin. Por medio de estos procesos es posible concentrar EPT en suelos contaminados a travs de su inmovilizacin, previniendo su dispersin, y puede emplearse para la remocin de EPT de superficies y cuerpos de agua (Lovley y Coates 1997). El producto final concentrado puede disponerse de manera controlada o reciclarse para la recuperacin de metales; dependiendo de la matriz en la que el metal se encuentre, se necesitan uno o ms pasos para su tratamiento (Beaudette et al. 2002; Diels et al. 2002). Este tipo de tecnologas incluye la contencin de contaminantes con el uso de cubiertas, mtodos de S/E (microencapsulacin, vitrificacin, etc.) y fitorremediacin.Movilizacin o disolucin. Los EPT presentes en suelos, sedimentos o residuos slidos pueden removerse de la matriz slida a travs de su disolucin en una fase acuosa, para su posterior concentracin, con el uso de estrategias de bombeo-tratamiento (Beaudette et al. 2002, Diels et al. 2002). Entre las tecnologas que pueden clasificarse dentro de estos procesos, se encuentran: lavado e inundacin de suelos, extraccin qumica y biolixiviacin.Tecnologas fisicoqumicas Los tratamientos fisicoqumicos utilizan las propiedades fsicas y/o qumicas de los contaminantes o del medio contaminado para transformar, separar o inmovilizar el contaminante. Son tratamientos econmicamente factibles y la mayora se encuentra disponible comercialmente, por lo cual son las tcnicas ms empleadas para la remediacin de diferentes matrices contaminadas con residuos peligrosos desde hace dcadas.

Estas tecnologas involucran una variedad de procesos como: filtracin, neutralizacin, precipitacin oxidacin/reduccin, sorcin, evaporacin y fioculacin, entre otros. Algunos de estos procesos pueden emplearse para el tratamiento de suelos contaminados con EPT, por ejemplo: oxidacin/reduccin (transformacin), lavado de suelos (separacin) y solidificacin/extraccin (inmovilizacin) (Van Deuren et al. 2002).Aunque las tecnologas fisicoqumicas pueden desarrollarse in situ o ex situ, la principal desventaja de su aplicacin en la remediacin de sitios contaminados con metales radica en que, la mayora, requiere de la excavacin del suelo y de al menos un proceso secundario de tratamiento o disposicin final del contaminante transformado, separado o inmovilizado, incrementndose los costos del tratamiento. En esta seccin se describen cinco tecnologas que pueden aplicarse en sitios contaminados con metales: inundacin de suelos, lavado de suelos, extraccin qumica, solidificacin/ estabilizacin y electrorremediacin.Inundacin de suelosEl proceso comienza con la perforacin de pozos de inyeccin y de extraccin en el sitio contaminado. Es importante que los pozos de extraccin se ubiquen en el lugar ms bajo del sitio; si ste no existe, deben colocarse a un nivel ms bajo que el pozo de inyeccin. La solucin se introduce en los pozos de inyeccin por bombeo, en donde la solucin pasa a travs del suelo contaminado, disolviendo, suspendiendo y arrastrando los contaminantes. La solucin con los contaminantes se colecta en el pozo de extraccin y finalmente se succiona y enva a una planta de tratamiento de aguas; el agua tratada puede reutilizarse en el proceso.

La eficiencia de remocin de metales en suelos mediante esta tcnica, al igual que la de lavado de suelos, puede incrementarse con el uso de agentes quelantes, cidos o bases. Sin embargo, la eficiencia puede disminuir drsticamente con el uso de ciertos aditivos (sur- factantes) que pueden adherirse a las partculas del suelo, limitando as la transferencia del metal a la fase lquida. Un alto contenido de materia orgnica en el suelo tambin afecta la eficiencia del proceso (Van Deuren et al. 2002, US EPA 1996).

Ventajas y limitaciones Entre las principales ventajas de esta tcnica pueden destacarse: (i) bajos costos; (ii) no es necesario excavar el suelo; y (iii) no se requiere de infraestructura sofisticada. Sin embargo, el empleo del proceso puede afectar los mantos acuferos cuando no se prev su ubicacin, cuando el suelo es muy permeable y si el tiempo de residencia de la fase acuosa es muy prolongado. Algunas otras limitaciones de esta tecnologa son (US EPA 2001, Van Deuren et al. 2002):

En general, no se aplica en suelos con mezclas complejas de contaminantes.Una alta cantidad de materia orgnica en el suelo dificulta el proceso de separacin.Requiere de grandes cantidades de agua y que los contaminantes sean solubles.Se requiere de uno o varios procesos secundarios para el tratamiento de aguas residuales y partculas finas de suelo.

Tecnologas biolgicasEl trmino biorremediacin se utiliza para describir una variedad de sistemas que utilizan el potencial metablico de organismos vivos (plantas, hongos y bacterias, entre otros) para limpiar ambientes contaminados (Van Deuren et al. 2002, Watanabe 2001).

La biorremediacin de un suelo implica su descontaminacin por va biolgica. En el caso de sitios contaminados con metales, los microorganismos pueden modificar su movilidad en el ambiente a travs de cambios en sus caractersticas fsicas o qumicas (Lovley y Coates 1997).A. Interacciones metablicas-enzimticasi Captacin de metales traza para su incorporacin a metalo-enzimas o su utilizacin en la activacin de enzimas. Ocurre en todos los microorganismos, los metales deben estar en forma inica.ii Utilizacin de metales o metaloides como donadores o aceptores de electrones en el metabolismo energtico (deben satisfacer las demandas energticas del organismo) Ocurre en eubacterias y arqueobacterias, su utilizacin por eucariotes no se conoce.

iii Detoxificacin enzimtica de especies metlicas txicas. Las especies txicas son convertidas a formas con menor o nula toxicidad por oxidacin o reduccin enzimtica.

iv Biocorrosin enzimtica anaerobia. La superficie del metal es colonizada por bio-pelculas formadas por diferentes tipos de bacterias, algunos de cuyos productos metablicos pueden ser corrosivos.B. Interacciones metablicas-no enzimticasi Los microorganismos eucariticos y procariticos (vivos o muertos) tienen la capacidad de acumular metales a travs de su unin como cationes a la superficie celular en un proceso pasivo.

ii Algunos hongos y bacterias pueden promover la lixiviacin selectiva y no selectiva (bioloxiviacin) de uno o ms constituyentes metlicos de minerales, junto con otros productos metablicos.

iii Ciertos microorganismos excretan productos metablicos inorgnicos (sulfuros, carbonatos, fosfatos) en su metabolismo respiratorio y as precipitar iones de metales txicos.Biosorcin (inmovilizacin microbiana de metales)La biosorcin es la separacin pasiva de metales y metaloides por interacciones con material biolgico vivo o muerto y es, hasta ahora, el acercamiento ms prctico y ampliamente usado para la biorremediacin de metales (Barkay y Schaefer 2001).

Implica mecanismos fsico-qumicos por los que las especies metlicas son sorbidas y/o acomplejadas en biomasa o productos microbianos (Gadd, 2000). Los procesos de biosorcin son, esencialmente, pseudo-procesos de intercambio inico, en los cuales los iones metlicos son intercambiados hacia componentes de carga opuesta unidos a la biomasa o a una resina. En general, depende del pH del lquido y de las caractersticas qumicas del metal (Eccles 1999).Un ejemplo de biosorcin es la remocin de Pb y Cd a partir de soluciones muy diluidas, con el uso de biomasa seca de algunas especies de algas cafs como Ascophyllum y Sargassum, que pueden acumular ms de 30% (peso seco) del metal en la biomasa.

Tambin se ha reportado que el micelio de hongos de uso industrial, como Rhizopus y Absidia, son excelentes biosorbentes para Pb, Cd, Cu y Zn y tambin tienen la capacidad para atrapar otros metales pesados hasta en un 25% del peso seco de la biomasa (Volesky y Holan 1995).

Hasta ahora esta tecnologa se ha evaluado principalmente como una estrategia para la remocin de metales de corrientes de residuos y para el tratamiento de aguas, pero es un proceso con aplicaciones promisorias para la concentracin de metales en suelos.

Al respecto, se ha sugerido que la estimulacin del crecimiento de microorganismos nativos con capacidad para la biosorcin de metales es una estrategia til para inmovilizar metales en suelos y as evitar la contaminacin de cuerpos de agua (Lovley y Coates 1997, Barkay y Schaefer 2001). Aunque ciertas sustancias polimricas extracelulares son importantes para la biosorcin de metales, se ha demostrado que su composicin y su capacidad para la sorcin dependen del organismo, del metal y de las condiciones (pH, Eh), ofreciendo posibilidades para manipular las aplicaciones de la biosorcin.

Por ejemplo, en suelos arenosos, es posible la disolucin de metales mediada por siderforos3 por Alcali- genis eutrophus.

Los metales disueltos se adsorben en la biomasa y/o se precipitan, para posteriormente separar la biomasa (en fase acuosa) del suelo por un proceso de fioculacin.

Este proceso da como resultado una considerable disminucin en la biodisponibilidad de Cd, Zn y Pb (Gadd 2000, Beaudette et al. 2002).

Mtodos de Biorremediacin1. Micorremediacin

La micorremediacin es una forma de biorremediacin en la que se emplean hongos para descontaminar un rea, en concreto a travs del uso de micelios, el cuerpo vegetativo del hongo, difcil de estudiar debido a su carcter subterrneo y fragilidad.

En *faircompanies ya hemos hablado de las posibilidades de la micologa como herramienta para la biorremediacin, a travs de trabajos como el del estadounidense Paul Stamets, convencido de que los micelios pueden salvar el mundo y, de paso, la civilizacin humana. Los micelios son la maraa de conductos filamentosos que conforman la parte subterrnea del hongo, con un aspecto a caballo entre un sistema nervioso primigenio y las races de una planta.

Uno de los roles del reino de los fungi en los ecosistemas es la descomposicin de la materia orgniza que a continuacin nutre a rboles y el resto de plantas, llevado a cabo por los micelios, la parte no visible de los hongos y setas (un mero "fruto").

Los micelios segregan encimas extracelulares y cidos capaces de descomponer la celulosa y la lignina, componentes estructurales de la fibra vegetal. Gracias a su tarea, los ecosistemas procesan con mucha mayor rapidez y efectividad la materia orgnica muerte y la convierten en nutrientes para las plantas, con las que se asocian.

Debido a su capacidad para descomponer materia orgnica, los micelios pueden ser empleados para transformar hidrocarburos e incluso gases nerviosos (como el VX y el sarn) en fertilizante orgnico, de un modo econmico.

2. Fitorremediacin

La fitorremediacin se refiere al tratamiento de problemas medioambientales mediante el uso de plantas, un proceso ms sencillo y mucho menos costoso que modalidades tradicionales, como excavar el material contaminante y depositarlo en un lugar controlado. Asimismo, como el resto de modalidades de biorremediacin, se evita el impacto ecolgico de la maquinaria y el transporte de las sustancias peligrosas, que adems deben ser almacenadas y no desaparecen.

En cambio, la fitorremediacin usa plantas que absorben del suelo las sustancias contaminantes. Se han usado tcnicas de restauracin medioambiental con plantas en distintas situaciones: tanto cuando la contaminacin se concentra en el suelo como el agua o incluso el aire.Se emplean en el proceso plantas con la habilidad de absorber y acto seguido degradar o eliminar pesticidas, solventes, explosivos, hidrocarburos y sus derivados, as como otras sustancias txicas tales como restos de metales pesados. La fitorremediacin se ha usado con xito para restaurar el suelo de minas abandonadas, incluyendo minas de carbn, donde abundan sustancias txicas como los bifenilos policlorados o PCB.

3. Bioventilacin

La bioventilacin se sirve de microorganismos para descomponer sustancias txicas que han sido absorbidas por el agua. El objetivo de esta prctica es estimular a las bacterias ya presentes en el rea degradada, para as acelerar la biodegradacin de los hidrocarburos. Consiste en insuflar oxgeno y, si es necesario, aadir nutrientes para facilitar el crecimiento bacteriano.

El oxgeno es inducido a travs de una inyeccin directa de aire en el lugar donde se ha producido la contaminacin. Se emplea con xito como asistencia para acelerar la degradacin de residuos de crudo, aunque tambin para disipar compuestos orgnicos voltiles (VOC en sus siglas en ingls), vapores o gases presentes en combustibles fsiles, disolventes y pinturas.Los VOC son liposolubles y afectan al sistema nervioso central. Tambin pueden ser cancirgenos, como el benceno. De ah la conveniencia y premura de reducir su presencia en zonas contaminadas.

4. Biolixiviacin

A travs de la biolixiviacin, es posible extraer metales especficos de los minerales en que estn encastados, un mtodo con mucho menos impacto que la lixiviacin tradicional, en la que se emplea cianuro, especialmente txico para la vida.

La biolixiviacin gana terreno entre las tcnicas de minera ms prometedoras para el futuro, debido a su menor impacto ecolgico y a la ausencia de contaminacin del suelo. La biohidrometalurgia, prctica minera que engloba a la biolixiviacin, se usa para obtener cobre, zin, arsnico, antimonio, nquel, molibdeno, oro, plata y cobalto. Mesfilos (20 40 C): Thiobacillus (Tf y Tt) y Leptospirillium (Lf ). Termfilos moderados (40 55 C): Sulfobacillus (S. thermosulfidooxidans). Termfilos extremos (> 55 C): Sulfolobus acidanus (S. acidocaldarius y S. brierleyi), Metallosphaera y Sulfurococcus.Microorganismos biolixiviantes5. Cultivo de tierras

El ser humano ha empleado el cultivo agrcola como tratamiento de biorremediacin del suelo superficial desde tiempos inmemoriales. El proceso es tan sencillo como efectivo: suelos contaminados por purines, sedimentos o lodos txicos, se incorporan a la superficie del suelo cultivable, que es arado en varias ocasiones para airear la nueva composicin.

Se ha usado con xito durante aos para disipar altas concentraciones de hidrocarburos y pesticidas, sin usar ms equipamiento que el usado en cualquier explotacin agraria convencional, desde un arado con tiro animal a un sofisticado tractor. La mezcla y arado de suelos con hidrocarburos y pesticidas para aumentar su oxigenacin, estimula la flora microbiana que acelerar, con la ayuda de la cosecha elegida, la degradacin de componentes txicos para el medio ambiente.

Cuanto mayor el peso molecular de un suelo mixto (cuanto ms elevada la concentracin de hidrocarburos), mayor lentitud en el proceso de degradacin. Los compuestos ms clorados y nitrados son ms difciles y lentos de biodegradar mediante el cultivo de tierras.

6. BiorreactorLos biorreactores son sistemas de descomposicin biolgica ms complejos que un compostador casero, aplicados a escala industrial. En sentido estricto, son meros recipientes que mantienen un ambiente biolgicamente activo, como un compostador domstico o una cuba en la que fermenta un vino o un licor.

Su interior ha sido diseado para facilitar y aumentar el efecto de procesos qumicos generados por microorganismos en contacto con sustancias qumicas, a travs de procesos aerbicos (ecosistemas controlados en los que el oxgeno est presente) o anaerbicos (sin oxgeno).

Su diseo suele ser cilndrico y de acero inoxidable con tamaos que varan desde apenas unos mililitros a varios metros cbicos. Son utilizados para convertir aguas negras y grises o purines de explotaciones agropecuarias en fertilizante biolgico.Su diseo suele ser cilndrico y de acero inoxidable con tamaos que varan desde apenas unos mililitros a varios metros cbicos. Son utilizados para convertir aguas negras y grises o purines de explotaciones agropecuarias en fertilizante biolgico.

7. CompostajeEl compost no es ms que estircol orgnico. El compostaje convierte residuos orgnicos en fertilizante orgnico, especialmente indicado para reinstaurar la riqueza en suelos empobrecidos con el uso agrcola o procesos de erosin. Se ha empleado desde el propio nacimiento de la agricultura, en lugares como el creciente frtil, donde se han hallado evidencias de fertilizacin consciente de cosechas con restos orgnicos humanos, animales y vegetales.

Consiste en estimular la descomposicin aerbica (con alta presencia de xigeno) de la materia orgnica, en contraposicin con mtodos anaerbicos. Hay tcnicas que aceleran la descomposicin empleando lombrices especialmente efectivas procesando material orgnico (vermicompostaje). Compostar permite reinstaurar el ciclo natural a cualquier escala, desde un hogar hasta una explotacin agraria orgnica.

Es un mtodo de biorremediacin al alcance de cualquiera de nosotros. Compostar implica someter la materia orgnica (en un entorno urbano, restos orgnicos de la cocina o restos de la jardinera) a un proceso de transformacim natural para obtener abono natural. Por el camino, residuos potencialmente dainos para el medio ambiente se transforman en fertilizante que enriquece un jardn, un huerto o una granja.

Adems de su funcin como fertilizante, mejora la composicin de la tierra, ya que aporta humus que compensan la prdida de nutrientes de terrarios situados en entornos urbanos. Repara, en definitiva, el equilibrio de suelos daados.

8. BioaumentacinLa bioaumentacin se refiere a inocular cepas microbianas que han sido modificadas en el laboratorio para tratar con mayor rapidez y eficacia suelos y agua contaminada. El proceso se inicia a menudo en el propio medio contaminado, donde se toman muestras microbianas.

Si las variedades de bacterias ya presentes son capaces de restaurar el lugar contaminado, se opta por estimular su crecimiento. En ocasiones, no obstante, los microorganismos existentes no tienen la capacidad de remediacin, momento en el que se introducen variedades exgenas modificadas.

La bioaumentacin es utilizada en complejos municipales de tratamiento de aguas residuales, para acelerar la depuracin de residuos txicos a travs de biorreactores.9. RizofiltracinUna modalidad especfica de fitorremediacin (biorremediacin usando plantas), la rizofiltracin se sirve del filtrado de agua a travs de races para eliminar sustancias txicas o exceso de nutrientes.

A diferencia de otras tcnicas de fitorremediacin, la rizofiltracin emplea plantas cultivadas hidropnicamente(sin tierra, slo con un suero enriquecido que incorpora todos los nutrientes necesarios para la planta), para absorber con sus races la toxicidad concentrada en el agua.El agua contaminada se dispone en piscinas o estanques, o tambin se aplica como riego. En funcin del problema medioambiental que tratar, el cultivo hidropnico es trasladado a un emplazamiento contaminado, o bien el agua txica es transportada a un lugar de cultivo y tratamiento centralizado.

10. BioestimulacinLa bioestimulacin modifica el entorno para estimular las bacterias "biorremediadoras" existentes en el medio -aquellas con capacidad para restaurar un entorno con elevada toxicidad-.

Se emplean distintas tcnicas para modificar el entorno que restaurar, entre ellos la inyeccin de nutrientes que estimulan el crecimiento de los microorganismos responsables de la restauracin; o tambin tcnicas de bioaumentacin (inocular cepas microbianas genticamente modificadas y con mayor capacidad para restaurar entornos con alta concentracin txica).

Es un mtodo conocido y efectivo para tratar aguas y subsuelo que han padecido vertidos de hidrocarburos.

Biolixiviacin (movilizacin microbiana de metales)La biorremediacin de suelos contaminados con metales por lixiviacin microbiana o biolixiviacin es una tecnologa relativamente nueva, simple y efectiva, utilizada para la extraccin de metales a partir de minerales y/o concentrados que los contienen.

La recuperacin a partir de minerales de azufre o de hierro, se basa en la actividad de bacterias quimiolitotrficas que oxidan hierro y azufre (hierro- y sulfa-oxidantes, respectivamente), Thiobacillus ferrooxidans, T. thiooxidans y Leptospirillum ferrooxidans, las cuales convierten sulfuros metlicos insolubles (S0) a sulfatos solubles y cido sulfrico (Bosecker 2001). Esta disolucin hace que los metales puedan recuperarse fcilmente de ambientes contaminados y suelos superficiales, usando estrategias de remediacin de bombeo-tratamiento (Lovley y Coates 1997).

Otra opcin factible para el tratamiento de sitios contaminados y recuperacin de metales a partir de minerales que no contienen azufre (como carbonatos y silicatos metlicos), es la biolixiviacin hetertrofa.

En este caso, la extraccin de metales se lleva a cabo, principalmente, por hongos en un proceso mediado por la produccin de cidos orgnicos y de compuestos quelantes y acomplejantes excretados al medio, que proveen una fuente de protones y aniones que acomplejan metales.

En el suelo, la biolixiviacin hetertrofa de metales es ms importante que la auttrofa (por bacterias). La lixiviacin hetertrofa puede tambin infiuir sobre otras tecnologas de tratamiento para suelos contaminados, a travs de la translocacin fngica de ciertos metales (Cs, Zn y Cd), lo que puede conducir a su separacin y concentracin en regiones especficas del micelio y/o cuerpos fructferos (Gadd 2000, Bosecker 2001).A. Aplicaciones prcticas La biolixiviacin tiene gran potencial para la remediacin de materiales contaminados con metales pesados. La lixiviacin de minerales por BSO es un proceso bioindustrial establecido (seccin 4.4.7) y, aunque el mayor inters surge desde una perspectiva hidrometalrgica, tambin es posible la lixiviacin de metales que se encuentran como contaminantes de suelos y otras matrices.

El principio de la biolixiviacin puede aplicarse como bio-beneficio, un proceso en el que un mineral se enriquece en cuanto al contenido de sus componentes metlicos de valor por la remocin selectiva de componentes indeseables.

La biolixiviacin de Cu a partir de minerales con azufre se ha practicado de manera emprica por muchos siglos con el uso de T. ferrooxidans y L. ferrooxidans. Actualmente, el proceso se emplea a escala industrial para la recuperacin de oro a partir de minerales azufrados con T. ferrooxidans. La extraccin de metales como el Co, Mo, Ni, Pb y Zn a partir de minerales por biolixiviacin es tcnicamente viable (Ehrlich 1997).

B. Ventajas y limitacionesLa biolixiviacin puede tener varias ventajas sobre la lixiviacin qumica (Brombacher et al. 1997, Bosecker 2001):

. La lixiviacin qumica puede alcanzar altos costos debido al transporte del cido.. El sulfuro necesario para la produccin bacteriana de cido se encuentra disponible a bajos costos.. La remocin de contaminantes del suelo puede disminuir significativamente los costos de disposicin y, adems, puede permitir la recuperacin de metales preciosos.. Tiene grandes ventajas econmicas debido a sus bajos costos en capital y energa, a su alta fiexibilidad, puede usarse on site y no causa contaminacin ambiental.. Como consecuencia de la produccin de cido sulfrico durante el crecimiento de T. thiooxidans, el pH del lixiviado disminuye gradualmente, de manera que los metales que pasan por la solucin a diferentes tasas, pueden separarse selectivamente.