El proceso biológico para tratar los compuestos tóxicos, debe competir con los métodos existentes en términos de economía y eficiencia. Los procesos biológicos tienen las ventajas de requerir inversiones de capital moderadas, bajo consumo de energía, ser ambientalmente seguros y no generar residuos.
El uso de microorganismos no está restringido únicamente al tratamiento de compuestos orgánicos. En algunos casos, los organismos seleccionados pueden también reducir los cationes tóxicos de los metales pesados (comoel selenio), a la forma elemental menos soluble y menos tóxica.
La recuperación de un espacio contaminado se usan estrategias se pueden agrupar en tres categorías: confinamiento, limpieza y estrategia de respuesta.
El confinamiento tiene como finalidad el aislamiento de la fuente contaminante, evitando la salida de
líquidos (lixiviados), polvo o gases; es decir controlando ladispersión de la contaminación.
La limpieza incluye la aplicación de una o varias tecnologías para eliminar los contaminantes del suelo. Se
distinguen tres tipos de tratamiento: 1) tratamiento in situ del suelo contaminado, 2) excavación del emplazamiento contaminado, retirada del suelo afectado,3) excavación, retirada y depósito en vertedero controlado.
Los métodos existentes para tratar los suelos contaminados pueden ser de naturaleza física, química o biológica y tanto unos como otros pueden aplicarse en el lugar de la contaminación o como tratamiento ex situ.
1. Tratamientos in situ
– Fisicoquímicos:
a) Extracción con vapor
b) Lavado
c) Solidificación y estabilización
d) Separación electrocinética
– Biológicos:
a) Biodescontaminación
b) Fitodescontaminación
2. 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
En un proceso de atenuación natural, intervienen o pueden intervenir los cinco grupos de mecanismos siguientes:
1. 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.
Tratamiento biológico in situ de suelos contaminados
El tratamiento in situ no requiere excavar y retirar el suelo contaminado, por lo cual provoca menos liberación
de polvo y contaminantes y permite descontaminar mayor volumen de suelo por tratamiento que las técnicas
ex situ. En este caso, el propio suelo funciona como un reactor biológico.
Tratamiento biológico de aguas subterráneas
Con este tratamiento se pretende aumentar la velocidad del proceso de degradación natural, que tiene lugar
en el suelo embebido de agua que se encuentra por debajo de la capa freática.
Tratamiento biológico ex situ de suelos contaminados
Las técnicas ex situ pueden ser más rápidas, más fáciles de controlar y aplicables a un mayor abanico
de contaminantes y suelos que las técnicas in situ.
Incluyen tanto técnicas de tratamiento en fase sólida como en forma de lodos.
1. Tratamientos de lodos. En el caso de que el tratamiento se realice en forma de lodos, el suelo contaminado se combina con agua y otros aditivos en un biorreactor.
2. Tratamientos en fase sólida. Para que se pueda realizar un tratamiento en fase sólida, se requiere que el área de aplicación disponga de sistemas colectores adecuados para evitar cualquier contaminación en caso de escapes.
Valoración de la biodisponibilidad
La biodisponibilidad de un compuesto orgánico puede ser evaluada con dos perspectivas distintas, química
o biológica.
Aspectos biológicos de la valoración de la biodisponibilidad.Para que la biodegradación tenga lugar deben cumplirse dos requisitos:
1. El compuesto debe ser accesible al organismo u organismos de que se trate.
2. El compuesto como tal debe ser biodegradable.
Los ensayos son críticos para llevar a cabo un tratamiento biológico de descontaminación. Es muy difícil
que dos emplazamientos contaminados posean idénticas características y por lo tanto el tratamiento tiene que adaptarse a cada caso concreto.
La mayoría de las tecnologías de descontaminación biológica se han desarrollado para el tratamiento de contaminaciones por compuestos orgánicos, aunque muchos de los contaminantes más persistentes en el
medioambiente, tales como bifenilos policlorados (PCB) e hidrocarburos policíclicos aromáticos (PAH), son difícilmente degradables por la acción de los microorganismos.
El desarrollo y aplicación de tecnologías baratas, eficaces y respetuosas con el medio ambiente depende de la
integración de diversas disciplinas, así como de la profundización en el conocimiento básico de los factores fisicoquímicos, biológicos y ecológicos que gobiernan la degradación de contaminantes orgánicos in situ y ex situ.
Las técnicas de tratamiento de contaminaciones por métodos biológicos, requieren todavía muchos estudios
adicionales para conocer con mayor profundidad los mecanismos biológicos responsables de la degradación de los contaminantes, así como el conjunto de características (tanto bióticas como abióticas) que conforman el complejo entorno (suelo, aire, agua) en el que se produce la contaminación y para el que hay que diseñar sistemas específicos de tratamiento en cada caso.
