Rutas de degradación
química y biológica de
contaminantes en el suelo
Remediación de suelos
11/11/2016
Instituto Tecnológico Superior de Abasolo (ITESA)
Hernández León Elia Noemí
Profe. M en B. Margarita Ramírez Ramírez
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Rutas de degradación química y biológica de contaminantes en el suelo, Monografías, Ensayos de Suelos y recursos naturales
contaminación de suelos el tipo d técnicas
Tipo: Monografías, Ensayos
2016/2017
1 / 11
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Rutas de degradación
química y biológica de
contaminantes en el suelo
Remediación de suelos
Instituto Tecnológico Superior de Abasolo (ITESA)
Hernández León Elia Noemí
Profe. M en B. Margarita Ramírez Ramírez
Degradación biológica del suelo
Las rutas de biodegradación de los contaminantes orgánicos, varían en función de la estructura química del compuesto y de las especies microbianas degradadoras. El proceso de biorremediación incluye reacciones de oxido-reducción, procesos de sorción e intercambio iónico, e incluso reacciones de acomplejamiento y quelación que resultan en la inmovilización de metales (Eweis y col., 1998).
Para que ocurra la biorremediación se requiere:
Cómo funcionan las bacterias
Al igual que todo ser vivo, mediante reacciones químicas que son mediadas por enzimas
ENZIMA
Catalizadores de origen biológico. Moléculas de origen proteico que se acoplan a un sustrato específico para llevar a cabo una reacción específica que rinde un producto específico necesario para la sobrevivencia del organismo que las produce esta característica se denomina especificidad.
Tipos de enzimas en las bacterias según su función
Degradativas: le permiten a la célula utilizar compuestos orgánicos como sustrato (alimento) Funcionales: sirven para el transporte de nutrientes y de productos a través de la membrana celular Sintéticas: trabajan para reponer células dañadas y para crear nuevas células
En biorremediación actúan todos los tipos de enzimas, pero sobresalen las degradativas porque son las encargadas de reducir la concentración de contaminantes.
Otras características de las enzimas:
Las enzimas mantienen la vida de un organismo, aunque también actúan para su destrucción. Algunas están presentes todo el tiempo, a diferencia de otras cuya síntesis ocurre cuando un organismo “enciende” una señal. Una señal puede ser la presencia de un sustrato específico.
Su estructura molecular es susceptible a condiciones microambientales extremas. Respuesta de los efectores sobre la actividad microbiana / enzimática / metabólica / degradadora
FUENTE DE CARBONO Y ENERGÍA
La naturaleza del ACEPTOR FINAL DE ELECTRONES determina el tipo de metabolismo
REACCIONES INICIALES EN LA BIODEGRADACIÓN DE BENCEN
Degradación química del suelo: Contaminación
Un suelo contaminado es aquel que ha superado su capacidad de amortiguación para una o varias sustancias y por lo tanto comienza a causar problemas para el agua, la atmosfera y los organismos.
Al alterarse el equilibrio biogeoquímico, las propiedades físicas, químicas y biológicas del suelo cambian provocando disturbios a todo nivel en el ecosistema. La contaminación del suelo, se considera como la acumulación de elementos en un espacio dado que puede darse por procesos naturales o por la acción del hombre.
En el primer caso, hablamos de procesos naturales de salinización, alcalinización o acidificación con la consecuente acumulación de Al y microelementos que bajo condiciones ácidas llegan a niveles tóxicos para las plantas y por el depósito de óxidos de hierro, arcillas o humus en profundidad. En éste caso se habla de contaminantes endógenos puesto que provienen del suelo mismo.
En el segundo, hablamos de contaminación propiamente dicha causada por el uso inadecuado del suelo, uso de plaguicidas y vertimientos de procesos industriales, en cuyo caso se denominan contaminantes exógenos. El suelo es considerado como un sistema "Depurador" pues es capaz de retener, fijar, oxidar, precipitar, inmovilizar y descomponer sustancias que en exceso resultan tóxicas para todo el ecosistema terrestre. Sin embargo, esa capacidad amortiguadora es limitada.
Contaminantes sólidos
Dentro de los contaminantes sólidos están las partículas de arcilla que se mueven a través del perfil ocasionando procesos de laterización y las partículas de polvo que son arrastradas por el viento.
La erosión y la actividad minera son causantes de polución ambiental a partir de partículas minerales que son arrastradas por el viento para ser depositados lejos del lugar de origen. Si la actividad minera está relacionada con metales pesados o radioactivos, los daños llegan a ser de gran magnitud ocupando radios de varios kilómetros a la redonda.
Los residuos plásticos de actividades agrícolas como el embolsado del plátano y otras frutas también se han convertido en un problema severo de contaminación. En algunas explotaciones el suelo agrícola ha sido sustituido por un subsuelo plástico inservible.
Pesticidas y Fertilizantes
Los contaminantes líquidos son los de más difícil manejo ya que el agua puede moverse a través del perfil contaminando no solo el suelo y subsuelo sino también las aguas superficiales y profundas. Los pesticidas y fertilizantes se mueven en forma líquida y gaseosa.
Mecanismos de Resiliencia del Suelo ante la Contaminación
Al hablar de contaminación del suelo deben tenerse en cuenta varios conceptos:
Susceptibilidad: Mide el grado de sensibilidad de un suelo ante un contaminante especifico. Carga crítica: Máxima cantidad de una sustancia que el suelo puede recibir sin que aparezcan efectos nocivos ni para él ni para la vida que soporta. Vulnerabilidad: Grado de debilidad de un suelo frente a la agresión causada por contaminantes. Depende de la intensidad de la afectación y del tiempo que debe transcurrir para que los efectos negativos de la contaminación se manifiesten en las propiedades físicas, químicas y biológicas.
En cuanto a las características de los contaminantes propiamente dichos ha de temerse en cuenta:
Biodisponibilidad: Capacidad del contaminante de ser absorbido por los seres vivos. Esta varía en función de los procesos que se dan en el agente receptor como Solubilización, Retención, Acomplejamiento, Degradación, Eliminación. Movilidad: Capacidad del contaminante de moverse en y a través del sistema suelo- agua y otros relacionados. Persistencia: Capacidad del contaminante de permanecer en el suelo sin ser degradado.
La capacidad de un suelo para auto depurarse, se da por varios mecanismos:
Neutralización, Degradación biótica, Adsorción, Acomplejamiento, Insolubilización y Precipitación. Una vez que el elemento llega al suelo puede seguir diversas vías en el mismo. El ingreso en las cadenas tróficas puede hacerse mediante la absorción por las plantas o el lavado hacia las aguas freáticas.
Por volatilización pueden pasar a la atmosfera y tener influencia sobre la respiración de los animales. Una vez allí ingresan al ciclo hidrológico y pueden ser recirculados una y otra vez por el sistema. La lluvia ácida es producto de ésta recirculación. Los elementos que son más volátiles son As y Hg.
Otra fracción es retenida en el suelo en el complejo de cambio puesto que la mayoría se comportan como cationes. La adsorción- desorción es un proceso de doble vía controlado por la concentración relativa en la solución, el tamaño del ión, el radio de hidratación y la carga y es similar al intercambio de bases cambiables entre la solución del suelo y el complejo de cambio.
La precipitación del metal en forma de hidróxido o de sal poco soluble, es una forma de inmovilización más activa. Da origen a la formación de minerales secundarios de menor solubilidad que las formas libres previas. En suelos no contaminados esta formación de minerales secundarios es muy pequeña o nula pero en suelos contaminados puede ser importante.
Referencias
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Escamilla, C; (2011). Universidad autónoma de México. Extracción de vapor remediación suelo. Recuperado el dia 24 de septiembre del 2016 desde http://www.concyteg.gob.mx/ideasConcyteg/Archivos/71032011_tencnicas- remediacion.suelos.pdf
Herrera, B; Ríos, L; (2011). Biorremediación con plantas: alternativas para suelos Fitorremediación de suelos contaminados. Recuperado el día 24 de septiembre del 2016 desde http://www.postgradoeinvestigacion.uadec.mx/CienciaCierta/CC26/14pr oduccion.html
Banderas, A. (18 de 08 de 2012). Universidad de Colombia. Aglomerantes: https://prezi.com/w8vh-cxbjzs5/metodos-de-remediacion /
Casillo, E. (2015). Instituto politécnico nacional. Quelantes-producción-usos: http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/alumno/1ESO/hidrosfe/contam.htm
Ramalho, R. S. (mayo de 2003). libros en linea. obtención de suelos contaminados por técnicas : https://books.google.com.mx/books?id=30etGjzPXywC&pg=PA92&lpg=PA92&dq=desorciontermic a+en+tratamiento+de+agua&source=bl&ots=OBwdHSfAj6&sig=dJGSum08Y9HB5RI2Wljgyfm4css& hl=es&sa=X&ved=0ahUKEwjQwbzqpMLPAhVJHGMKHUJkDqIQ6AEIODAF#v=onepage&q=cribado% 20en%20tratamiento%
Collazos, C. J. (2009). Universidad Nacional Abierta y a Distancia. Técnicas de remediación por solidificación.http://datateca.unad.edu.co/contenidos/358003/Residuales_Contenido_en_linea/le ccin_23__pretratamiento_y_tratamiento_primario.html:
Winston, w. (2007). National Academy of Sciences. Estabilización de suelos contaminados: https://www.koshland-science-museum.org/water/html/en/Treatment/estabilizacion-Systems- technologies.html