lunes, 20 de junio de 2011

cuestinario composta

1.      ¿De dónde es la base de la Biopila?
Acondicionamiento de un área que sirva de base para la biopila, cuya dimensión dependerá de la cantidad de suelo a tratar. La base puede ser un suelo arcilloso compactado, concreto o polietileno de alta densidad. Se recomienda la instalación de un sistema de recolección de lixiviados mediante canales o tubos.
2.      ¿Qué material es la cubierta de la Biopila?
Las pilas están cubiertas de grava, aserrín, polietileno de baja densidad, entre otro.

Puede estar cubierta en la parte superior por plásticos impermeables para controlar la volatilización de los COV, que deberán ser tratados antes de su emisión a la atmósfera

3.      Medidas de una Biopila

Realmente no hay una medida bien establecida para las características de las biopilas, por lo regular dependen del volumen de suelo a tratar y asi de la area que este disponible.
En el caso de las Biopilas Estaticas, es recomendable que no excedan los 2.5 m de altura para asi evitar  perturbaciones del aire a través de la composta


4.      ¿Qué tipo de pruebas fisicoquímicas y biológicas se usan para el monitoreo y control de los procesos?

Fisicoquimicas
a)      pH: El rango de pH recomendado para que se lleve a cabo una buena degradación de hidrocarburos en suelos se encuentra entre 5 y 9, con un óptimo en 7
b)     Temperatura
c)      Contenido Humedad: La humedad es una de las variables más importantes para favorecer la degradación de contaminantes orgánicos por los microorganismos. El rango de humedad es de 40 a 60%.
d)     Concentración de oxígeno en el interior de la composta: Cuando la velocidad de degradación de un compuesto es relativamente lenta, como en el caso de los hidrocarburos, el proceso puede seguirse continuamente por la cuantificación del CO2 producido y/o el O2 consumido. La cantidad de CO2 producido en un medio con hidrocarburos como única fuente de carbono, es una medida directa de su mineralización.
e)      Concentración del los contaminantes
f)      Conductividad eléctrica: es uno de los parámetros más utilizados para estimar la salinidad en suelos
  BIOLOGICAS 

a)      sirven para cuantificar la población y actividad microbiana, así como la capacidad de biodegradación de los contaminantes presentes en el suelo

5.      ¿Cómo se monitorea la actividad de los Microorganismos?
Mediante la medición del consumo de oxígeno o por la producción de bióxido de carbono en el vapor de salida de la biopila.( se recomienda  realizar esta medición al menos en los primeros tres meses del tratamiento)

6.      Ventajas y Desventajas del Composteo
VENTAJAS 
  •  sistemas económicamente factibles, comparados con las tecnologías térmicas y fisicoquímicas tradicionales.  
  • Ttecnologías relativamente simples. El diseño y construcción de las biopilas son relativamente sencillos.  
  • Pueden considerarse estrategias efectivas y ambientalmente “amigables”, ya que biotransforman parcial o totalmente los contaminantes en biomasa y productos estables e inocuos.
  • La biodegradación (destrucción) y detoxificación de contaminantes, mientras que otras tecnologías, como la adsorción en carbón activado, el lavado, el confinamiento y solidificación/estabilización, únicamente transfieren los contaminantes de un medio a otro. Una consecuencia común de la actividad microbiana es la detoxificación de químicos tóxicos.
  • El suelo biorremediado con el uso de sistemas de composteo, no necesita ser confinado posteriormente.

 DESVENTAJAS
  • Está limitado a contaminantes orgánicos.  
  • Concentraciones muy altas de contaminantes pueden resultar tóxicas e inhibir la biodegradación. En el caso de hidrocarburos (HTP), es recomendable que la concentración no exceda 50,000 ppm. Por otra parte, concentraciones de metales pesados mayores a 2,500 ppm pueden inhibir el crecimiento microbiano.
  • Una disminución en la actividad microbiana provoca una disminución en la degradación y aumenta el periodo del tratamiento. Por ello, el éxito del proceso depende de la capacidad para crear y mantener las condiciones ambientales necesarias para el crecimiento microbiano.
  • Existe el riesgo de que ciertos compuestos originalmente inocuos, puedan ser convertidos en productos tóxicos para una u otra especie.
  • Es necesario contar con un espacio adecuado para montar los sistemas.
  • El suelo contaminado debe excavarse, lo que puede provocar la liberación de compuestos orgánicos volátiles.
  • El arrastre de vapores durante el proceso de aireación requiere de tratamiento antes de descargar a la atmósfera.
  • Existe un incremento volumétrico del material a tratar por la adición de los agentes de volumen. Sin embargo, este problema queda solucionado con el tiempo de tratamiento.
  • En general, los procesos de biorremediación requieren mayor tiempo de tratamiento que los físicos y químicos.
7.      Costos y Tiempos de Tretamientos
 Los costos de las tecnologías de biorremediación se encuentran entre los $ 100 y $ 250 USD/m3
Para el caso particular de las biopilas, los costos estimados se encuentran entre los $ 25 y $ 150 USD/m3 (Semple et al. 2001, Potter 2000). Estos costos varían principalmente por los siguientes factores:
(i)                cantidad y tipo de suelo a tratar
(ii)               disponibilidad de agentes de volumen
(iii)              tipo de contaminantes
(iv)              tipo de proceso a emplear
(v)               necesidad de tratamientos previos y posteriores;
(vi)             necesidad de equipos para el control de compuestos orgánicos volátiles
(vii)             condiciones climáticas.
Los tiempos de tratamiento: pueden oscilar desde algunos meses hasta uno o dos años, dependiendo del tipo y condiciones del suelo, de la biodisponibilidad del contaminante y de las condiciones climáticas del sitio

martes, 7 de junio de 2011

Biodescontaminacion

TRATAMIENTOS BIOLOGICOS DE SUELOS CONTAMINADOS: CONTAMINACION POR HIDROCARBUROS. APLICACIÓN DE HONGOS EN TRATAMIENTO DE BIORREMEDIACION

INTRODUCCION
La Biodescontaminacion  es un proceso espontaneo mediante procedimientos biológicos, fundamentalmente microbiológicos, transforman los contaminantes hasta bajar su toxicidad o no toxicas y así mitigarlos.
Parámetros a tomar en cuenta para un emplazamiento:
·        Biodegradabilidad
·        Distribución del contaminante en las distintas fases
·        Potencial de lixiviación
·        Reactividad química de los contaminantes
·        Propiedades del suelo
·        Disponibilidad de oxigeno
·        Presencia o Ausencia de sustancias inhibidoras
La base fundamental de los microorganismos es la capacidad de degradación en los tratamientos biológicos de contaminaciones orgánicas.
Los hongos basidiomicetos ligninoliticos producen un conjunto de enzimas extracelulares para metabolizar la lignina, la capacidad de degradar un amplio abanico de contaminantes.
La aplicación de estos hongos para tratar y recuperar espacios contaminados tiene un interés creciente.
Los tratamientos de biodescontaminacion se basa en la acción de microorganismos o plantas sobre los productos contaminados.
El resultado final de un tratamiento de biodegradación depende de gran medida de la toxicidad y la concentración inicial de los contaminantes, su biodegradabilidad, las propiedades de los suelos contaminados y el sistema de tratamiento seleccionado.
Los contaminantes tratados habitualmente son los compuestos orgánicos volátiles y semivolatiles no halogenados y los derivados del petróleo.
Los procesos biológicos tiene las ventajas de requerir inversiones de capital moderadas, bajo consumo de energía, ser ambientalmente seguros y no generar residuos.


Técnicas para tratamiento de emplazamientos contaminados
La recuperación de un espacio contaminado que se agrupa en tres categorías:                                  
1.- confinamiento 
Aislamiento de la fuente contaminante, evitando las salidas de liquidos  (lixiviación), polvo o gases, controlando la dispersión de la contaminación,  se aplica en caso de contaminaciones provocadas por los vertederos incontrolados de residuos industriales.
Las medidas:
Recubrimiento    control de lixiviaciones aguas subterráneas
2.-limpieza 
Se tiene 3 tipos de tratamientos para eliminar los contaminantes:
·        Tratamiento in situ del suelo contaminado
·        Excavaciones del emplazamiento contaminado, retirando del suelo afectado y tratamiento ex situ
·        Excavación, retirada y deposito en vertedero controlados

3.-Estrategia de respuestas
Tratamiento a largo plazo que incluye actuaciones diversas y modificables en función de una primera evaluación.
Las aguas contaminadas pueden tratarse mediante:
·        Extracción por bombeo seguidos de tratamientos en el propio emplazamiento
·        Tratamiento in situ mientras muros de tratamiento
·        Dilución o desvió de la contaminación, mediante inyección de agua limpia utilizando sistemas de pozos

Tratamientos   in situ
 Fisicoquímicos:

a) Extracción con vapor 
b) Lavado
c) Solidificación y estabilización
d) Separación electrocinética 

 Biológicos
a) Biodescontaminación
b) Fitodescontaminación
Tratamientos ex situ

Térmicos:
a) Desorción térmica
b )Incineración 

 Fisicoquímicos:
a) Extracción con disolventes
b) Lavado
c) Oxido-reducción
d) Deshalogenación química
e) Solidificación y estabilización 

 Biológicos:
a) Laboreo agrícola
b) Biopilas
c) Biodegradación en reactor
El tratamiento biológico mediante plantas superiores para retirar, contener, acumular o degradar los contaminantes ambientales del suelo, aguas subterráneas, aguas superficie- sedimentos y aire.
El tratamiento microbiológico de espacios contaminados se basa en la capacidad de diversos micro-organismos, ya sean levaduras, hongos o bacterias para romper o degradar sustancias peligrosas convirtiéndolas en productos menos tóxicos o inocuos.
El objetivo de las técnicas de recuperación biológica, es la creación de las condiciones ambientales óptimas para que los microorganismos se puedan desarrollar adecuadamente y provocar la máxima destoxificación.


Microorganismos  endógenos
Son aquellos que se encuentran formando parte del ecosistema que se pretende descontaminar. Para estimular el crecimiento de estos microorganismos y forzar la degradación de los contaminantes, puede que sea necesario establecer unas condiciones de temperatura, oxigenación y contenido de nutrientes determinadas

Microorganismos exógenos
Cuando en el ecosistema no esté presente la actividad biológica que se requiere para degradar la contaminación producida, pueden incorporarse microorganismos de otra procedencia  cuya eficacia haya sido probada.
Los dos anteriores se pueden Puede tener lugar en condiciones aerobias o anaerobias. Los productos intermedios que se forman como consecuencia del metabolismo microbiano, pueden ser menos, igual o más contaminantes que los originales.



PROCESOS DE ATENUACION NATURAL
Conjunto de procesos físicos, químicos y biológicos, que espontáneamente ocurren en un espacio determinado, con posterioridad a la aparición de la contaminación en el mismo.
  Reduce:
·        la masa
·        la toxicidad
·        la movilidad
·        el volumen o la concentración de contaminantes en suelo o agua subterránea
    incluye diversos mecanismos tales como:
·        Dispersión
·        Dilución
·         Adsorción
·         Volatilización      
·        estabilización y transformación o destrucción de contaminantes por vía química o biológico
                             
Biodegradación.

2. Transformación química

 (por ejemplo, hidrólisis y deshalogenación). La tasa de transformación química depende de diferentes variables tales como pH, temperatura y naturaleza del contaminante.

3. Estabilización.

 Los contaminantes quedan químicamente ligados por un agente estabilizante (por ejemplo, arcilla y materiales húmicos) y se dificulta o impide su migración.

4. Volatilización

 Puede contribuir al proceso de atenuación natural mediante transferencia de VOC (compuestos orgánicos volátiles) desde el agua subterránea hacia la zona de vadosa o la atmósfera pero es comparativamente un componente menor de la atenuación natural.

5. Dispersión y dilución

 Asumiendo que la fuente de contaminación cesa, a medida que la pluma de contaminante se mueve vertical y lateralmente desde el punto inicial, se dispersa la contaminación y disminuye la concentración del contaminante.

La atenuación natural
Es considerada, en algunos casos, una alternativa aceptable en comparación con otros métodos más activos, siempre y cuando se puedan cumplir unos objetivos de descontaminación en un intervalo de tiempo aceptable.


Tratamiento in situ
Ventajas: No requiere excavar, Descontamina mayor volumen de suelo por tratamiento, El suelo funciona como un reactor biológico,Tiene inconvenientes (Mayor lentitud, Dificultad de mantener las condiciones, Dependencia del tipo de suelos (debe ser permeable)
Desventaja: Requiere años para alcanzar objetivos de descontaminación
Persigue la adecuada oxigenación: Persigue la adecuada oxigenación, Aporta nutrientes a los microorganismos del suelo, Inyección directa de aire en el suelo, Inyección directa de aire en el suelo (A través de unos pozos perforados en zona contaminada), Suministrar oxigeno en forma líquida (peróxido de hidrogeno) esto se refiere a Suministrar oxigeno en forma líquida (peróxido de hidrogeno)
Técnicas ex situ
Desventaja: Requiere excavaciones y acondicionamiento del suelo contaminado antes y después del tratamiento biologico
Ventajas: Es más rápida, fácil de controlar y aplicables a mas contaminantes
Técnicas de tratamiento en fase solida:
1.      Tratamiento de lodos:  El suelo se combina con agua u otros aditivos en un birreactor las condiciones de tratamiento se controlan, se añade nutrientes y oxigeno. Es relativamente rápido
2.     
3.      Tratamiento en fase solida: El área de aplicación debe disponer de sistemas colectores adecuados para evitar cualquier contaminación en caso de escape. Es relativamente fácil de mantener y operar requieren grandes espacios y son de más larga duración
Biodisponibilidad de los contaminantes e interacciones con la matriz del suelo

La biodisponibilidad en suelo tiene como características físicas, químicas y biológicas de este compartimento.
La textura, granulometría y la composición del suelo determinan sus propiedades físicas y químicas como contenido de agua, oxígeno, sales, arcilla, minerales, materia orgánica y pH.

La evolución y comportamiento de los compuestos orgánicos en el suelo, vienen determinados por los siguientes factores: características del suelo, propiedades de los compuestos y factores ambientales como temperatura y precipitación.

Sistematizar los distintos tipos de interacciones de los compuestos
Orgánicos en la matriz del suelo:

Residuo ligado covalentemente: Compuesto original o un metabolito principal unido covalentemente al sustrato
Residuos solubles ligados covalentemente: se extraen conjuntamente con la matriz por un procedimiento específico que respeta el enlace covalente.
Residuos adsorbidos: Compuestos originales o metabólicos principales que están ligados a la matriz por interacciones no covalentes reversibles.
Residuos inmovilizados (atrapados): Compuestos originales o metabólicos principales que se retienen con la matriz por efectos estéricos y que se comporta como residuos ligados a no ser que se modifique la estructura de la matriz.

envejecimiento

Proceso de envejecimiento de la contaminación
El envejecimiento de los compuestos en el suelo depende de diversos factores tales como, cantidad y naturaleza de la materia orgánica, constituyentes inorgánicos del suelo, fundamentalmente estructura y tamaño de poro, micro flora del suelo, concentración de contaminante, procesos de adsorción y atrapamiento en los micro poros del suelo o en los complejos húmicos de la materia orgánica.


El resultado final del proceso de envejecimiento es la movilización de compuestos desde los compartimentos
más accesibles del suelo, a los menos accesibles o a los inaccesibles, con lo cual se produce una reducción en la capacidad de extracción de dichos compuestos.

El conocimiento de las interacciones entre los compuestos orgánicos y los suelos o los sedimentos así como
de los mecanismos que contribuyen a la formación de residuos ligados, es todavía limitado.



Valoración de la biodisponibilidad

La biodisponibilidad de un compuesto orgánico puede ser evaluada con dos perspectivas distintas.
Química: Las técnicas de extracción en suelos han tenido como objeto la determinación de la concentración de compuestos totales y, por tanto, se han aplicado métodos enérgicos como la extracción en Soxhlet
Biológico: Para que la biodegradación tenga lugar deben cumplirse:
1. El compuesto debe ser accesible al organismo un Organismos de que se trate.
2. El compuesto como tal debe ser biodegradable.
Aunque el tratamiento biológico no puede degradar contaminantes inorgánicos (metales y radionúclidos),
Puede ser usado para cambiar la valencia de los mismos y causar adsorción, incorporación, acumulación y concentración de dichos compuestos, tanto en microorganismos como en organismos superiores.

Con respecto al emplazamiento, también existen condiciones ambientales que puede retardar o incluso detener el proceso de biodegradación. Entre ellas:

1.      Una concentración de contaminante demasiado elevada o la coexistencia de otros materiales tóxicos para los microorganismos.

2.      Existencia de gradientes de concentración demasiado rápidos para permitir la aclimatación de los microorganismos al contaminante o contaminantes.

3.      Número o tipo de microorganismos inadecuado para la biodegradación o bien capacidad inadecuada para la colonización del subsuelo contaminado.

4.      Condiciones demasiado ácidas o demasiado alcalinas.

5.      Falta de nutrientes adecuados (tales como nitrógeno, fósforo, potasio, azufre, o elementos traza) que pueden ser necesarios para utilizar el contaminante como fuente de energía.

6.      La transferencia de contaminantes, desde las bolsas de suelo saturadas por los hidrocarburos, puede estar limitada por la baja permeabilidad o existencia de estratos y como consecuencia dificultar la eficiencia de la descontaminación.

7.      Condiciones de humedad desfavorables (por exceso o por defecto).

8.      Escasez de oxígeno, nitrato o sulfato, necesarios para la utilización de los contaminantes como