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PROCESOS DE BIORREMEDIACION “TECNICAS DE BIORREMEDIACION”

NOMBRES

CODIGO

CEAD

LAURA VANESA BECERRA JAIRCINO PAEZ YARIED MARCELA ASCENCIO YENY CAROLINA ROJAS JESUS DAVID CASTRO BONILLA

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GRUPO: 358025_54

Docente:

YESID ALEXANDER SÁNCHEZ

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA “UNAD” INGENIERIA AMBIENTAL MAYO DE 2017

ESCUELA DE CIENCIAS AGRÍCOLAS, PECUARIAS Y DEL MEDIO ME DIO AMBIENTE (ECAPMA)

INTRODUCCION Según la Agencia Europea de los productos Químicos (ECHA), el toxafeno es un hidrocarburo clorado que se degrada muy lentamente en el medio ambiente. Debe prestarse especial atención a los organismos acuáticos, algunas especies terrestres y a las aves. A lo largo de la cadena alimentaria de interés para el ser humano, se produce una bioacumulación, especialmente en las especies acuáticas. Un estudio de la Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación (FAO) en conjunto con el Ministerio del Medio Ambiente calculó de forma preliminar que en Colombia hay 436 toneladas de plaguicidas almacenados en diferentes puntos del país, y no siempre en condiciones seguras. Adicionalmente, el informe revela que hay 4.973 toneladas de tierras contaminadas por un número indefinido de tóxicos enterrados. La historia de los químicos en la zona del municipio de El Copey nació entre 1986 y 1987, cuando la bonanza algodonera en el Cesar. Desde 1953, este departamento inició su actividad algodonera con cultivos ubicados principalmente en los municipios del Copey, más específicamente en el corregimiento de Caracolito, y en Codazzi, ciudad conocida como la capital blanca de Colombia. El uso de los pesticidas en estos cultivos fue intensivo hasta principios de la década de los noventa, para proteger los cultivos utilizaron los plaguicidas Metil Parathion y Toxafeno, prohibidos el primero en 1991 por ser altamente tóxico por inhalación e ingestión y moderadamente tóxico por absorción dérmica; y el segundo en 1990, por ser vinculado a toxicidad oral aguda y carcinogenicidad para los humanos; larga persistencia y bioacumulación. Luego de esto quedaron excedentes de pesticidas sin utilidad que fueron enterrados y otros almacenados de manera inadecuada en las bodegas abandonadas de la algodonera.

ESCUELA DE CIENCIAS AGRÍCOLAS, PECUARIAS Y DEL MEDIO AMBIENTE (ECAPMA)

MARCO CONCEPTUAL TOXAFENO El toxafeno es una mezcla de cientos de compuestos clorados diferentes. Fue uno de los pesticidas más usados en los Estados Unidos hasta el año 1982, fecha en la que se prohibieron la mayoría de sus usos. En el año 1990 se prohibieron todos sus usos. El toxafeno se usó principalmente en el sur de los Estados Unidos para controlar insectos en cosechas de algodón y en otras cosechas. Generalmente se encuentra en forma de sólido o gas. En su forma original, el toxafeno es un sólido ceroso de color amarillo a ámbar que huele a pinos.

¿Qué le sucede al toxafeno cuando entra al medio ambiente? •

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Cuando se libera al ambiente puede entrar al aire, al suelo y al agua. No se disuelve muy bien en agua y se evapora fácilmente. Es más probable encontrarlo en el aire, el suelo y en el sedimento en el fondo de lagos y arroyos que en aguas de superficie. El toxafeno puede permanecer en el ambiente durante mucho tiempo debido a que se degrada muy lentamente. La composición del toxafeno en el ambiente cambia con el tiempo porque los diferentes compuestos que lo forman se degradan a diferentes velocidades; este toxafeno se conoce como toxafeno meteorizado. Puede ser transportado largas distancias en el aire. El toxafeno se acumula en el tejido graso de peces y mamíferos.

¿Cómo puede ocurrir la exposición al toxafeno? •

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Las personas que viven en un área con alta contaminación con toxafeno, por ejemplo un sitio de desechos peligrosos, pueden estar expuestas a niveles más altos al respirar aire contaminado o a través de contacto directo de la piel con suelo o agua contaminada. Las personas que consumen cantidades altas de pescado, mariscos o animales silvestres en áreas contaminadas con toxafeno pueden exponerse a cantidades más altas de esta sustancia ya que estos animales tienden a acumular toxafeno en el tejido graso. También puede ocurrir exposición al toxafeno al tomar agua contaminada con escorrentía con toxafeno proveniente de suelos contaminados.

El crecimiento de la población y el avance de las actividades industriales a partir del siglo XIX trajeron aparejados serios problemas de contaminación ambiental. Desde entonces, los países generan más desperdicios, muchos de ellos no biodegradables o que se degradan muy lentamente en la naturaleza, lo que provoca su acumulación en el ambiente sin tener un destino seguro o un tratamiento adecuado. De este modo, en lugares donde no existe control sobre la emisión y el tratamiento de los desechos, es factible encontrar una amplia gama de contaminantes.


LA BIORREMEDIACION es la utilización de microorganismos para descomponer o degradar sustancias contaminantes, cuyos objetivos son comprobar la biodegradabilidad de los contaminantes y optimizar su actividad metabólica. Existen diversos tipos de Biorremediacion dentro de los cuales tenemos: Degradación enzimática Este tipo de degradación consiste en el empleo de enzimas en el sitio contaminado con el fin de degradar las sustancias nocivas. Estas enzimas se obtienen en cantidades industriales por bacterias que las producen naturalmente, o por bacterias modificadas genéticamente que son comercializadas por las empresas biotecnológicas. Remediación microbiana: se usan microorganismos directamente en el foco de la contaminación. Los microorganismos utilizados en biorremediación pueden ser los ya existentes (autóctonos) en el sitio contaminado o pueden provenir de otros ecosistemas, en cuyo caso deben ser agregados o inoculados. La descontaminación se produce debido a la capacidad natural que tienen ciertos organismos de transformar moléculas orgánicas en sustancias más pequeñas, que resultan menos tóxicas La fitorremediacion: Es el uso de plantas para limpiar ambientes contaminados. Aunque se encuentra en desarrollo, constituye una estrategia muy interesante, debido a la capacidad que tienen algunas especies vegetales de absorber, acumular y/o tolerar altas concentraciones de contaminantes como metales pesados, compuestos orgánicos y radioactivos. Por otra parte, encontramos las técnicas de biorremediacion las cuales se clasifican en in -situ y ex – situ. •

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Técnicas de biorremediación in-situ •

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Atenuación natural Bioestimulacion Bioaumentacion Biosparging Bioventeo Bioventing Compostaje Fitorremediacion

Técnicas de biorremediación ex-situ •

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Biolabranza Landfarming Compostaje Biorreactores Biodegradación en fase sólida


OPCIONES DE TRATAMIENTO BIOAUMENTACION Es una técnica de biorremediación que consiste en inocular microrganismos específicos en el suelo contaminado con el fin de producir la degradación de un contaminante en concreto, en este caso del Toxafeno; para que esta técnica sea más efectiva se puede utilizar junto con la bioestimulacion, adicionando los nutrientes necesarios para un buen desarrollo de los microorganismos.

BIOESTIMULACION Esta técnica se caracteriza por optimizar las condiciones para el crecimiento de los microorganismos nativos de la región afectada por el contaminante con el fin de lograr su degradación. Puede darse por medio de fertilizantes orgánicos o inorgánicos y ha demostrado ser una estrategia efectiva especialmente en lugares donde la cantidad de nutrientes es escasa para el crecimiento de los microorganismos, con esta técnica se aumenta de tres a cinco veces la tasa de degradación.

ATENUACION NATURAL MONITOREADA Esta técnica consiste en la habilidad natural que tiene el suelo para degradar los contaminantes, en este caso el toxafeno, el cual es un insecticida que contiene más de 670 productos químicos por lo que su uso está prohibido en algunos países debido a su persistencia en el ambiente, susceptibilidad de biomagnificacion y el potencial de toxicidad. Es una de las técnicas con mayor aceptación puesto que tiene un bajo costo, ya que solo se asocia los costos del monitoreo y el tiempo requerido para sus procesos naturales, incluye procesos químicos, físicos y biológicos que, bajo condiciones favorables, actúan sin la intervención humana con el fin de reducir masa, toxicidad, movilidad, volumen o concentración de los contaminantes ya sea en suelo o agua subterránea.

BIOPILAS O BIOCELDAS La técnica de biopilas, es una técnica de biorremediacion utilizada generalmente en la recuperación de suelos contaminados, con hidrocarburos, consiste en la extracción y remoción del suelo contaminado, el cual es depositado en un lugar adecuado, en condiciones de drenaje, nivel del suelo, humedad, donde las pilas son acondicionadas, y se puedan controlar tanto factores químicos, como ambientales, con el fin de evitar cualquier tipo de contaminación de suelos y aguas cercanas, teniendo especial cuidado en el control de los lixiviados que se generen durante el proceso. Para la aplicación de esta técnica se debe extraer todo el material contaminado, y con el formar pilas de dimensiones variables, formadas por el suelo contaminado y materia orgánica, brindando las condiciones favorables para el proceso de biodegradación.


ALTERNATIVA SELECCIONADA BIOESTMULACION JUSTIFICACION Aunque el planteamiento del problema, no es muy específico en condiciones de tipo de suelo contaminado, condiciones meteorológicas de la zona, área afectada, y cantidad de toxafeno enterrado inicialmente, el uso de la BIOESTIMULCION para el tratamiento del suelo contaminado con toxafeno, se prevé como una alternativa viable, dado que del problema podemos deducir, que el área de suelo potencialmente contaminado no es muy extensa, pues plantea que se depositaron residuos de toxafeno en canecas, enterradas, utilizando esta técnica y la tecnología DARAMEND® conociéndose como elemento o método patentado que se usa para la biorremediación de suelos contaminados con plaguicidas organoclorados usa carbono orgánico que proviene de plantas ricas en celulosa y hemicelulosa, y hierro Cero Valente (ZVI) DARAMEND® que es una mezcla nutricional que aporta fuentes de carbono, y agua para saturar el suelo a un 90% de su capacidad de retención, este último es muy importante para evitar la difusión de oxígeno y generar condiciones anaeróbicas. El material vegetal al degradarse hace que se generen ácidos grasos volátiles que sirven como fuente de carbono para los microorganismos deshalogenadores, estimulando su crecimiento y el ZVI puede declorinar las moléculas por procesos de eliminación e hidrogenólisis y genera hierro ferroso (Fe+2) el cual es oxidado a hierro férrico (Fe +3) para luego precipitarse. Para evitar la acumulación de productos menos clorados usa también una fase aerobia, la cual consiste en labrar el suelo para generar aireación y de esta forma permitir la difusión de oxígeno, generalmente los ciclos van de 1-2 semanas en una fase reductiva seguida de 2 semanas de fase aeróbica. De acuerdo a la técnica escogida, algunas de las ventajas de aplicarla son: Posibilidad de aplicarse in situ o ex situ Bajo coste de operación. Apenas se generan residuos No requiere de equipamientos especializados para su aplicación. La Bioestimulacion in situ se usa satisfactoriamente en el tratamiento de suelos, lodos y aguas subterráneas contaminados con hidrocarburos, derivados del petróleo, pesticidas, disolventes, conservantes de la madera y otras sustancias químicas orgánicas. • • • •

Los siguientes son los microorganismos empleados para este tipo de técnica.


DARAMEND® que es una mezcla nutricional que aporta fuentes de carbono, y agua para saturar el suelo a un 90% de su capacidad de retención, este último es muy importante para evitar la difusión de oxígeno y generar condiciones anaeróbicas Se ha realizado Biorremediación a 250 y 4.500 toneladas de suelo respetivamente en 448 días y 173 días después de la aplicación de DARAMEND®, logrando la degradación de toxafeno en más del 95%, Según Peroxychem distribuidor oficial de DARAMEND®, los costos del reactivo para la biorremediación del suelo oscilan entre 100 y 150 dólares por tonelada de suelo. A estos costos se le debe sumar la disposición de maquinaria pesada, personal y demás gastos logísticos. El costo general de remediación de la afectación causada en el municipio de Copey – Cesar, depende del área afectada, los datos presentados no especifican, el volumen de suelo afectado, pero se prevé, un costo de entre 300 y 350 dólares, por tonelada de suelo afectado, incluyendo costos operacionales.


BIBLIOGRAFIA Colin,

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