Biorremediación de suelos contaminados con petróleo

Introducción

El suelo es todo un sistema más, en el que las entradas generan impactos no solo durante los procesos de este sistema, sino también en las salidas que todo sistema posee. Al haber contaminación, principalmente aquella que no es generada naturalmente, este sistema no puede tolerar este pues generalmente sobrepasa la resiliencia del entorno. Es por ello que, como todo ecosistema necesita cuidados especiales, pues de este dependen otros ecosistemas.

Los daños provocados por la contaminación del suelo repercuten casi de inmediato en este ecosistema, es por ello que se deben buscar mejores métodos, a la vez que accesibles para problemáticas cada vez más comunes como lo son los derrames de petróleo. En el presente se busca conocer sobre los mecanismos de biorremediación que dispone el suelo, así como el más óptimo.

Desarrollo

El petróleo se encuentra ampliamente en nuestro entorno, debido no solo a los usos que se le da como combustible y químico, sino también porque no siempre se tiene un control riguroso de este. Cuando este no es controlado, tiene repercusiones amplias sobre el medio ambiente de manera que afecta principalmente al suelo y al agua. El aumento de actividades petroleras implica también un aumento de contaminación petrolífera y un riesgo cada vez mayor al medio ambiente (Zhongyun, 1998).

Las áreas de suelos contaminados están incrementando rápidamente, esto principalmente al crecimiento y desarrollo de la industria petrolera. Según Xu (2012), esta contaminación de suelos implica el esparcimiento de compuestos como alcanos, bencenos, metilbencenos entre otros contaminantes que se pueden clasificar como cancerígenos. Al no recibir tratamientos rápidos y eficaces, estos desembocaran en las aguas subterráneas, afectando al resto de los ecosistemas cercanos.

En respuesta a las continuas amenazas que genera la contaminación por petróleo y sobre todo desde que se conoce el verdadero impacto que provoca sobre suelos y aguas subterráneas, se han probado métodos para remediar estos suelos contaminados. Estos tratamientos de remediación incorporan procesos físicos, químicos, biológicos y, a veces, combinaciones de estos; así mismo pueden ser in situ o ex situ, señala Zhongyun (1998). Sin embargo, este mismo autor menciona que en la remediación ex situ, solo se transfiere la contaminación de un sitio a otro, además que esto este método es costoso. Es por ello que lo mejor sería utilizar métodos de remediación in situ, los cuales implican generalmente procesos biológicos, de manera que resultan más eficientes y con costos eficientes.

En distintas partes del mundo, los métodos más utilizados son de tratamientos fisicoquímicos, que llegan a ser muy eficaces, al menos para disminuir grandes cantidades de contaminación, pero debido a su alto costo, quedan menos útiles para disminuir sustancias no deseadas en menores cantidades, donde se utiliza más biorremediación. Así mismo, se debe reconocer que no todos los contaminantes pueden biodegradarse, tal es el caso de sustancias como: hidrocarburos de petróleo (HTPs), solventes, explosivos, clorofenoles, pesticidas, conservadores de madera e hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAPs), pero aun así se ha podido disminuir el nivel de contaminación de suelos, lodos y sedimentos afectados (Volke & Velasco, 2003).

La remediación biológica o biorremediación hace referencia a los procesos que utilizan organismos vivos para reducir, disminuir hasta un nivel no peligroso, la toxicidad ocasionada por la contaminación, a través de

procesos naturales. La biorremediación del suelo tiene como fin la mineralización de los compuestos contaminantes; de manera que esto depende de las condiciones ambientales que tengan los organismos para favorecer su crecimiento, pues utilizan los contaminantes como su fuente de alimento y energía, al igual que puede que disminuyan sustancias inocuas al ambiente en el que están remediando (Volke & Velasco, 2003). Donlan & Bauder (s. f.) mencionan que la biorremediación ha sido efectiva para mitigar contaminantes como:

Hidrocarburos Disolventes orgánicos halogenados Compuestos orgánicos halogenados Pesticidas y herbicidas no clorados Compuestos de nitrógeno Metales Radionúclidos

Según el sitio EcuRed (s. f.), las técnicas de biorremediación se clasifican en bioestimulación y bioaumentación. En bioestimulación se busca mejorar las condiciones ambientales del sitio para estimular el crecimiento poblacional de los organismos que llevan a cabo procesos de remediación sobre los contaminantes, esto se hace a partir del uso de nutrientes, sustratos y aditivos. La bioaumentación, a diferencia del anterior, implica la adición de organismos –generalmente bacterias- con la capacidad especial de disminuir o eliminar los contaminantes, al punto de degradar hasta moléculas básicas.

Algunos autores consideran como tercera técnica de biorremediación a la atenuación natural, en la que no se tiene una interferencia por parte del ser humano, salvo por un monitoreo riguroso sobre el suelo contaminado. En esta técnica la remediación depende de las condiciones naturales y el comportamiento de los microorganismos que habitan en el suelo (Donlan & Bauder, s. f.).

La fitorremediación es una técnica de biorremediación que consiste en la reducción y estabilización de los contaminantes de los suelos; entre los contaminantes que puede desintoxicar se encuentran: compuestos orgánicos y derivados del petróleo, así como metales pesados y radiactivos. Al ser una técnica de biorremediación in situ, es menos costoso que métodos fisicoquímicos. Las plantas absorben estos contaminantes, son evitadas para cualquier consumo y posteriormente son incineradas, es así que sus cenizas se clasifican como residuos peligrosos. La fitorremediación puede darse en cualquier de las tres técnicas de biorremediación; bioestimulación, bioaumentación y atenuación natural (Delgadillo & Gonzalez, 2011).

Según algunos experimentos realizados por Environmental Protection Agency (EPA) (2006), se puede comprobar que las técnicas de remediación biológica son los procesos más eficaces (Tabla 1) para degradar/disminuir contaminantes, junto con algunos de los métodos fisicoquímicos.

Tabla 1. Resultados de aplicación de tratamiento in situ según clases de contaminantes.

(EPA, 2006)

La fitoremediación es una técnica que implica la atenuación natural, esta tiene un desempeño regular ante muchos de los contaminantes. Sin embargo, la biorremediación tiene uno óptimo en general, y uno eficaz frente a los combustibles (Fuels), junto con el bioventing, el tratamiento térmico y el proceso fisicoquímico de extracción de vapores del suelo. Por otro lado, se puede ver que la mayoría de los tratamientos ex situ son más eficaces en general que los in situ (Tabla 2). Haciéndose notorio la efectividad de la fitoremediación, que removió hidrocarburos de petróleo (TPH); benceno, tolueno, etilbenceno, xileno (BTEX); hidrocarburos aromáticos policíclicos (PAHs).

Tabla 2. Compuestos eliminados de suelos contaminados para distintas técnicas de remediación.

(Williams, s. f.)

Según Serrano (2006), el mecanismo principal de las plantas para disminuir la contaminación es la estimulación de microorganismos en la rizósfora, de manera que hay una combinación entre asimilación y cometabolismo. Es por ello que en cierta manera al practicar la fitorremediación, también se hace una bioestimulación hacia otros organismos (micro) como hongos y bacterias que contribuyen en la función de “remediar” el suelo.

Conclusión

La biorremediación es una técnica de remediación de suelos cada vez más popular, no solo por la eficiencia de esta, sino también por los costos que esta implica que son menores que procesos fisicoquímicos. A pesar de no tener los mismos resultados que los procesos fisicoquímicos, aun contribuye a la detoxificación del suelo, sin generar problemas colaterales al medio ambiente. Las técnicas de biorremediación, contribuyen a la riqueza de biocenosis a partir de los cuales, el suelo puede mejorar constantemente.

Así mismo se debe reconocer que los tratamientos in situ no son tan efectivos como los ex situ, sin embargo se debe tener en cuenta que al realizar los segundos, se asimila un precio extra que no siempre será asimilado, pues alguno suelos solo tienen utilidad comercial y de ser “inútiles”, es preferible abandonarlos y buscar otros menos dañados para evitar problemas causados por la remediación.

Referencias

Delgadillo, A., & Gonzalez, C. (2011). Fitorremediacion: una alternativa para eliminar la contaminacion. Hidalgo: Tropical and Subtropical Agroecosystems.

Donlan, D., & Bauder, J. (s. f.). A General Essay on Bioremediation of Contaminated Soil. Obtenido de Montana State University: http://waterquality.montana.edu/energy/cbm/lit-reviews/bioremed-soil.html

EcuRed. (s. f.). Biorremediación de suelos contaminados con hidrocarburos. Obtenido de EcuRed: http://www.ecured.cu/Biorremediación_de_suelos_contaminados_con_hidrocarburos#Referencias

EPA. (2006). In Situ Treatment Technologies for Contaminated Soils. Washington D. C.: United States Environmental Protection Agency.

Serrano, M. (2006). Fitorremediacion: una alternativa para la recuperacion de suelos contaminados por hidrocarburos. Santander: Universidad Industrial de Santander.

Volke, T., & Velasco, J. (2003). Biodegradación de Hidrocarburos del Petroleo en Suelos Intemperizados mediante Composteo. Mexico D. F.: Centro Nacional de Investigacion y Capacitacion Ambiental.

Williams, J. (s. f.). Bioremediation of Contaminated Soils: A Comparison of In Situ and Ex Situ Techniques. Obtenido de http://home.eng.iastate.edu/~tge/ce421-521/jera.pdf

Xu, J. (2012). Bioremediation of Crude Oil Contaminated Soil by Petroleum-Degrading Active Bacteria. Rijeka: InTech.

Zhongyun, B. (1998). Bioremediation of Petroleum Hydrocarbon Contaminated Soil Using Indigenous Cultures. Ottawa: National Library of Canada.