Fuente de energía. Para hacer una predicción de la viabilidad del tratamiento biológico de un emplazamiento contaminado, deberían identificarse las siguientes variables:
a) Biodegradabilidad de los contaminantes.
b) Distribución de los contaminantes en suelo, agua, NAPL (fase líquida no acuosa de derivados del petróleo, en el caso de contaminaciones por hidrocarburos) y fase de vapor.
c) El potencial de lixiviación de los contaminantes (solubilidad en agua y coeficiente de adsorción al suelo).
d) Reactividad química de los contaminantes (tendencia de reacciones no biológicas como hidrólisis, oxidación y polimerización).
e) Extensión y profundidad de la contaminación.
f) Tipo y propiedades del suelo (contenido de materia orgánica, contenido mineral, pH, porosidad, permeabilidad, densidad, humedad, nivel de nutrientes, capacidad de retención de agua, etc.).
g) Competencia biológica por oxígeno (potencial redox y niveles de oxígeno ambiental).
h) Presencia o ausencia de sustancias tóxicas para los microorganismos.
i) Capacidad de los microorganismos del suelo para degradar los contaminantes.
La biodegradación en el suelo es un complejísimo proceso, que integra difusión de contaminantes en la
matriz porosa del suelo, adsorción a la superficie del suelo y biodegradación en las biopelículas que se configuran en la superficie de las partículas de suelo y los grandes poros, así como en la fase acuosa. Cuando se emplean reactores, en los que el suelo es tratado en forma de lodos, la biodegradación de contaminantes ocurre tanto en la fase líquida, debido a los microorganismos liberados de la matriz del suelo, como en la biopelícula inmovilizada en las partículas del mismo. Cuando se emplea un sistema de suelo compactado, la biodegradación que ocurre en la fase acuosa, tanto asociada como libre, es producida por los microorganismos inmovilizados en las partículas, siendo muy pequeña la contribución de microorganismos en suspensión, debido al bajo contenido de agua. Una forma de estudiar la capacidad de degradar biológicamente un cierto contaminante en un suelo determinado, es evaluar –utilizando técnicas de respirometría– la demanda biológica de oxígeno de ese suelo a largo plazo. Se trata de conocer la tasa de respiración que tiene lugar en el suelo contaminado y que puede servir para determinar la posibilidad de éxito al estimular el crecimiento biológico en ese medio.
En general, puede decirse que el desarrollo de los modelos de biodegradación de contaminantes orgánicos en suelos es difícil, por la existencia de una serie de factores complejos, entre los que pueden incluirse los siguientes:
1. La presencia de barreras que dificultan la difusión de contaminantes, oxígeno y nutrientes, en los macro poros y microporos del suelo.
2. El efecto de la adsorción química a las arcillas y a los constituyentes húmicos del suelo.
3. La presencia de otros materiales orgánicos biodegradables en el suelo.
4. Los cambios en el crecimiento microbiano, ocasionados por parasitismos de protozoos.
5. El efecto de la solubilidad del compuesto en la fase acuosa.
6. La formación de biopelículas en la superficie del suelo, relacionadas con la microflora suspendida.
7. La existencia de microflora no adaptada a las condiciones creadas por la contaminación.
El éxito de un proceso biológico de descontaminación radica en la degradación de los contaminantes orgánicos y en la reducción de la toxicidad y el potencial de migración de los compuestos peligrosos en el suelo.
Valoración de la eficiencia de un tratamiento biológico de descontaminación
biodescontaminación, es la evaluación del éxito obtenido después de la aplicación del tratamiento.
Algunos de estos factores difíciles de valorar son los siguientes:
1. La disminución de la concentración de los substratos no es una medida inequívoca de la degradación ocurrida ya que una parte importante de los mismos puede perderse por volatilización o
por transformación, con la subsiguiente aparición de metabólicos intermedios o finales.
2. El ambiente es siempre de una gran heterogeneidad y por lo tanto es muy difícil encontrar
un método de muestreo que sea representativo e ilustre con aproximación el proceso que ha
tenido lugar.
3. El grado de lixiviación es muy difícil de evaluar, ya que los ecosistemas suelen ser suficientemente abiertos como para que se pueda establecer un balance certero de las concentraciones de substratos iníciales y de los metabólicos producidos, incluyendo dióxido de carbono, amoniaco o metano, que pasan a la atmósfera.
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