Bioremediació

De Viquipèdia
Dreceres ràpides: navegació, cerca
A una platja contaminada de petroli com aquesta s'hi poden aplicar tècniques de bioremediació

La bioremediació és l'aplicació d'agents biològics en un medi contaminat per a degradar els contaminants d'origen orgànic o extreure'n els d'origen inorgànic.[1]Per aquest procés es fan servir microorganismes, fongs, plantes amb clorofil·la o els seus enzims per a tornar al medi ambient natural alterat pels contaminants la seva condició original. La bioremediació pot ser utilitzada per atacar contaminats específics del sòl com són la degradació hidrocarburs clorurats per bacteris. Un exemple més general és la neteja de restes de petroli afegint-hi un fertilitzant que contingui nitrat i/o sulfat i així facilitar la descomposició del petroli cru per part de bacteris endògens o exògens.

Les tecnologies de bioremediació es poden classificar pel lloc on tenen lloc com in situ o ex situ. In situ és tractar el material en el mateix lloc on s'ha produït la contaminació mentre que ex situ implica emportar-se el material contaminat i tractar de descontaminar-lo a qualsevol lloc. Un cop la contaminació s’ha produït es poden realitzar tractaments  in-situ, en el mateix medi, o ex-situ, en un altre lloc.

Exemples de tecnologies de bioremediació són, entre altres: Atenuació natural, barreres, bioventing, biopiles, biodegradació en reactor,bioestimulació, compostatge, bioaugmentació, .[2][3] , fitoremediació, etc.

No tots els contaminants, tanmateix, són fàcilment tractats amb bioremediació amb ús de microorganismes. Per exemple els metalls pesants com el cadmi i el plom no els capturen directament els organismes. En el cas del mercuri dins la cadena alimentària resulta difícil actuar-hi. S'han produït plantes transgèniques amb finalitats de bioremediació, ja que algunes plantes naturals, i les modificades genèticament per a aquest efecte, poden acumular les toxines i aquestes plantes cultivades es recol·lecten quan han absorbit els contaminants a fi i efecte de llevar del sòl els contaminants que les plantes han pogut acumular en els seus teixits.[4] Els metalls pesants recollits en la biomassa vegetal poden ser incinerats o aprofitats per a usos industrials.

Per eliminar un ampli marge de contaminants cal conèixer bé els cicles bioquímics que es donen a la natura com poden ser el cicle del carboni.[5]

No confondre la bioremediació amb la depuració, que realitza una eliminació dels contaminants fent servir mètodes físics, químics i/o biològics, abans que el contaminant arribi al medi ambient.

Història[modifica | modifica el codi]

L’ésser humà ha utilitzat sistemes de bioremediació durant segles, sense entendre com funciona, però sent plenament conscient que funciona. Existeixen diversos exemples, es coneixen terrenys agrícoles que han sigut desalinitzats, fent servir plantes amb la capacitat d’extreure la sal del sòl, o les tècniques de compostatge per a transformar residus orgànics en fertilitzant.

El terme bioremediació apareix a principis de la dècada dels 80, sorgeix com una branca de la biotecnologia, amb la intenció de resoldre els problemes de contaminació en el medi mitjançant els microorganismes, plantes, fongs i altres organismes.

Tipologia dels sistemes de bioremediació segons el lloc on es realitza[modifica | modifica el codi]

In-situ[modifica | modifica el codi]

Atenuació natural[6][modifica | modifica el codi]

El contaminant és consumit i/o eliminat pels éssers vius presents en l’entorn (plantes, fongs, microorganismes, animals, ...)

Barreres[7][modifica | modifica el codi]

Esquema Barreres

Sovint els contaminats del sòl es desplacen gràcies als fluxos d’aigües subterrànies, si coneixem la direcció d’aquest, podem interposar una “barrera”, d’extracció del contaminant fent servir un sistema biològic i/o d’extracció física per al seu tractament ex-situ o una “barrera” biològica d'organismes capaç de no deixar passar el contaminat, descomponent-lo o absorbint-lo.

Bioventing[8][modifica | modifica el codi]

Esquema Bioventing

És una tecnologia de remediació que utilitza microorganismes per biodegradar contaminats en una zona no saturada. Els sòls en la franja capil·lar i la zona saturada no es veuen afectats. L’activitat dels bacteris indígenes es millora mitjançant aire que es fa fluir dins de la zona saturada (fent servir pous de extracció o injecció) i si es necessari mitjançant la adició de nutrients .

Tos els components aeròbiament biodegradables poden ser tractats per aquest sistema. S'ha demostrat ser molt eficaç en la remediació de l'alliberament de productes derivats del petroli, gasolina, combustible d'avions, querosè i combustibles dièsel, aquests productes tendeixen a volatilitzar-se fàcilment. Productes més pesats com olis i lubricants, triguen més temps en biodegradar-se que els productes lleugers.


Esquema Fitoremediació

Fitoremediació[9][modifica | modifica el codi]

Hi ha dues tipologies, fitoextracció o fitoacumulació) Es basa en plantació de plantes concretes que posseeixin alguna característica capaç de degradar (fitoextracció) o absorbir (fitoacumulació) els contaminats presents en el sòl. Aquest sistema només es pot utilitzar sobre superfícies contaminades fins a la profunditat de penetració de les arrels de la planta.


Ex-situ[modifica | modifica el codi]

Aquesta tipologia permet dos procediments, On site (on s’extreu el material contaminat i es tracta a la mateixa zona) i Off site (on el material contaminat s’extreu i es transporta a una altra zona per al seu tractament).


Biopiles[10][modifica | modifica el codi]

També conegut com biocèl·lules, bioheaps i piles de compost, s’utilitza per reduir les concentracions de components de petroli en sòls excavats. Aquesta tecnologia consisteix en amuntegar sòls contaminats en piles, i estimular l’activitat microbiana aeròbica dins de la massa de terres mitjançant aireació i/o adició de minerals, nutrients i humitat. Es força l’aire per a través de la canonada ranurada o perforada col·locada al llarg de la pila.   


Esquema Biopiles
Esquema Biodegradació en reactor

Biodegradació en reactor[11][modifica | modifica el codi]

Són sistemes de descomposició biològica, aplicats a escala industrial. Normalment d’aspecte cilíndric i d’acer inoxidable, el seu interior està dissenyat per facilitar i augmentar l’efecte dels processos químics generats per als microorganismes.

El tractament del sòl es realitza en suspensió aquosa, combinant el sòl amb aigua i altres additius. Els sòlids i els microorganismes es mantenen en suspensió per agitació, i permeten així el contacte microorganisme-contaminant. Aquest tractament s’acostuma a fer en reactors connectats en sèrie, a cadascun dels quals es mantenen unes condicions específiques d’operació. Al final del procés, després d’una etapa d’espessiment,

s’aconsegueix separar el sòl tractat de l’aigua i els additius.



In-situ/Ex-situ[modifica | modifica el codi]

Tant la Bioestimuació o la Bioaugmentació es poden realitzar In-situ o ex-situ.

Bioestimuació[modifica | modifica el codi]

Consisteix en l'estimulaciódels microorganismes presents mitjançant un substrat i/o nutrients adequats per tal d’incentivar la seva activitat i creixement. D’aquesta manera el contaminat es retira del medi molt més ràpidament.

Bioaugmentació[modifica | modifica el codi]

En el substrat no existeixen microorganismes capaços de dur a terme la bioremediació, per tal d’iniciar-la s’inocula la zona a tractar amb microorganismes seleccionats amb el potencial adient, tenint en compte el tipus de contaminat, factors geològics i ambientals.


Referències[modifica | modifica el codi]

  1. http://www.termcat.cat/scripts/rwisapi.dll/@Termcat_dev.env
  2. [enllaç sense format] http://www.terranovabiosystems.com/science/remediation-resources.html
  3. [enllaç sense format] http://www.sciencedirect.com/science?_ob=ArticleURL&_udi=B6V24-4DVBJ2S-1&_user=10&_rdoc=1&_fmt=&_orig=search&_sort=d&_docanchor=&view=c&_searchStrId=1008717983&_rerunOrigin=scholar.google&_acct=C000050221&_version=1&_urlVersion=0&_userid=10&md5=8fded7c6e7043ef8d478fe757de76f02
  4. Meagher, RB. «Phytoremediation of toxic elemental and organic pollutants». Current Opinion in Plant Biology, 3, 2, 2000, pàg. 153–162. DOI: 10.1016/S1369-5266(99)00054-0. PMID: 10712958.
  5. Diaz E (editor).. Microbial Biodegradation: Genomics and Molecular Biology. 1st. Caister Academic Press, 2008. ISBN 978-1-904455-17-2. 
  6. «Bioremediation».
  7. Jonathan R. Russell1,#, Jeffrey Huang1,#, Pria Anand1,#, Kaury Kucera1, Amanda G. Sandoval1, Kathleen W. Dantzler1, DaShawn Hickman1, Justin Jee1, Farrah M. Kimovec1, David Koppstein1, Daniel H. Marks1, Paul A. Mittermiller1, Salvador Joel Núñez1, Marina Santiago1, Maria A. Townes1, Michael Vishnevetsky1, Neely E. Williams1, Mario Percy Núñez Vargas2, Lori-Ann Boulanger1, Carol Bascom-Slack1 and Scott A. Strobel1,*. "Biodegradation of Polyester Polyurethane by Endophytic Fungi", Juliol 2011.
  8. Mann, D. K., T. M. Hurt, E. Malkos, J. Sims, S. Twait and G. Wachter. Onsite treatment of petroleum, oil, and lubricant (POL)-contaminated soils at Illinois Corps of Engineers lake sites, 1996, pàg. 71.
  9. «Fitoremediació».
  10. «Biopiles».
  11. Dra. Anna Maria Solanas Cànovas (Universitat de Barcelona, Facultat de Biologia) Marta Riera Reverter (Universitat de Barcelona, Facultat de Biologia) Georgina Vidal i Gavilan (D’ENGINY biorem, SL). Guia de Bioremediació de sòls contaminats per hidrocarburs del petroli (en català). Barcelona: d D'ENGINY biorem, Juliol 2009, p. 127. 

Enllaços externs[modifica | modifica el codi]