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BIORREMEDIACIÓN MINERA

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Nalda Pillco Chiclla

on 14 December 2013

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Transcript of BIORREMEDIACIÓN MINERA

BIORREMEDIACIÓN
Biorremediación de algunos productos de la minería
Autóctonos
, propios del sitio contaminado
Provenir de otros ecosistemas
, en cuyo caso deben ser agregados o inoculados.
Hay bacterias y hongos que pueden degradar con relativa facilidad petróleo y sus derivados, benceno, tolueno, acetona, pesticidas, herbicidas, éteres, alcoholes simples, etc. Los metales pesados como U, Cd y Hg no son biodegradables, pero las bacterias pueden concentrarlos de tal manera de aislarlos para que sean eliminados
más fácilmente.
Tipos de Microorganismos usados
BIORREMEDIACIÓN MINERA
Tipos de Biorremediación
Biorremediación de agua contaminada con hidrocarburos
BIORREMEDIACIÓN DE RELAVES MINEROS
Ventajas y Desventajas
Desventajas
Puede ser difícil su control.
Puede causar otros problemas de contaminación.
Puede requerir monitoreos mas extensivos.
Menor costo.
Los contaminantes son convertidos a inocuos.
Técnicas no intrusivas.
menos tiempo que otros tratamientos.
Fáciles de implementar.
Elimina permanentemente el contaminante.
Resultados con mínima perturbación.
Flexibilidad de los sistemas y aplicaciones.
Puede integrarse con otras tecnologías.
Aplicable en zonas inaccesibles por otras técnicas.
Puede no reducir la concentración del contaminante al nivel deseado.
Difícil de predecir la efectividad.
Ventajas
Fitorremediación de relaves mineros
El plásmido de gran tamaño aislado de Staphylococcus aureus ofrece resistencia al Hg, Cd, Arsenato, y al arsenito.
La resistencia al arsenato y al Cd se deben a la acción de enzimas que expulsan todos los iones de arsenato y Cd incorporados, evitando así que los metales desnaturalicen las proteínas.

Se esta obteniendo transgénicos de ciertas especies vegetales para que presenten la capacidad de tolerar altas concentraciones de Hg en el suelo y eliminar – o disminuir – su capacidad tóxica.
Entre las especies vegetales a la que se le ha insertado esta capacidad está Arabidopsis thaliana, gracias a la inclusión y expresión del gen MerA, mostrando que no sólo es capaz de absorber y concentrar iones Hg sino también reducirlo a un Hg elemental menos tóxico


Investigación preliminar del residuo,
Control del sitio de degradación, buena porosidad, humedad óptima, presencia de nutrientes (N, P, K, etc.), buena aireación y temperaturas medias.
Su actividad biológica; velocidad de degradación depende de la disponibilidad de nutrientes, ausencia de sustancias biotóxicas y otros parámetros como: salinidad, capacidad de intercambio iónico, pH, textura, aireación, capacidad de retención de humedad, drenaje interno y temperatura.
Clima y,
Actividad de laboratorio, etc.

El landfarming es un método de monitoreo rápido, bajo mantenimiento y alto potencial de degradación.

El manejo implica:

Bacterias más utilizadas en la degradación

Bacterias especializadas pueden desarrollarse de manera natural en ambientes contaminados con CH3Hg debido a que son capaces de producir la enzima degradadora de CH3Hg llamada MerB.
Debido a su única habilidad de romper los enlaces Hg-C, la enzima MerB es crucial en los esfuerzos para limpiar este compuesto de cursos de agua contaminadas.

Metilmercurio: Biorremediación

Primero
: reducción enzimática y volatilización de Hg debido a la presencia del determinante de resistencia a Hg Tn5073.
Segundo:
precipitación aeróbica de Hg2+ como HgS insoluble como resultado de la producción de H2S.
Tercero:
biomineralización de Hg2+ como un complejo Hg-S insoluble mas que como HgS.

Reducción enzimática a Hgº y volatilización :
El mecanismo más común de resistencia al Hg en las bacterias es la reducción enzimática de iones de Hg bivalente (Hg2+) a su forma elemental (Hgº) por la flavoenzima citoplasmática mercurio-reductasa.
Formación de HgS insoluble :
El HgS puede formarse por la reacción directa de Hg2+ con el Hg2S producido anaeróbicamente por la bacteria Clostridium cochlearium; aunque también se reporta la capacidad de Klebsiella aerogenes de producir HgS cuando se lo cultiva de manera continua en un ambiente aeróbico.
Remoción de mercurio en aguas residuales :
Las bacterias también presentan la capacidad de remover el Hg presente en aguas residuales. Klebsiella pneumoniae usa tres mecanismos para la remoción de Hg.

Mecanismos de biorremediación

Las bacterias resistentes al Hg (MRB – Mercury-resistant bacteria), representan entre el 1- 10% del total de bacterias heterotróficas aeróbicas.
Cepas más resistentes son más abundantes en ambientes contaminados con Hg, donde hasta el 50% puede desarrollar en agar nutriente con concentraciones tan altas como 50 μM Hg, mientras que las cepas sensibles solo pueden tolerar, en el mejor de los casos, hasta 1 μM en el medio de cultivo.

Tratamiento Microbiano

Ciertos grupos de bacterias soportan altas concentraciones de Hg.
Esta resistencia se encuentran codificadas en genes que permite modificar la forma contaminante (CH3Hg) y transformarlo en una forma menos tóxica o en Hg elemental.
También, puede presentarse una acumulación o retención del químico en la biomasa microbiana.

Biorremediación del Hg

RESISTENCIA AL Hg

REMEDIACIÓN BACTERIANA DE HIDROCARBUROS

El CN presenta un papel importante en la lixiviación; a través del NaCN, disuelve el Au, para luego recuperarlo y finalmente descartar el CN a las fuentes de agua.
El CN es altamente tóxico, bloquea la cadena transportadora de e- del proceso de respiración celular, causando una baja en el oxígeno intracelular, impidiendo la homeostasis de las células.
Cepas de Pseudomonas, pueden degradar el CN, mineralizándolo y obteniendo una abundante fuente de C.
Es una actividad ex situ, la fermentación (degradación, mineralización) se realiza en biorreactores, tratando toda el agua contaminada con CN y luego traspasándola al cauce de agua, siendo ya está limpia.

Biorremediación del Cianuro

La contaminación de suelos con U, Ra , Th y metales pesados tóxicos (Cu, Cd y Pb), son consecuencia de la minería y procesamiento de minerales polimetálicos.
El mejoramiento estos suelos se logró usando un método de tratamiento in situ en función de la actividad de la microflora del suelo indígena.
La actividad de lo microorganismos se mejora cambiando adecuadamente los niveles de algunos factores del ambiente: agua, oxígeno y nutrientes en el suelo.

REMEDIACIÓN BACTERIANA DE COMPUESTOS RADIOACTIVOS

El principal método de uso del mercurio en la minería informal es mediante la amalgamación, este involucra la mezcla del metal con arenas auríferas para formar un producto que es recuperado a manera de un botón metálico. Posteriormente, el “botón” de oro-mercurio es sometido a calor para vaporizar el mercurio y dejar el metal precioso en el fondo del recipiente.

El Hg en el Perú y la minería informal

Principales fuentes de procedencia de metales pesados en suelos

Las bacterias del suelo también pueden interaccionar con los metales mediante mecanismos de extracción, estabilización, biosorción, bioacumulación, biomineralización y biotransformación (Lloyd and Macaskie, 2000).
Los metales tóxicos en los suelos no pueden ser destruidos, sólo neutralizados y pequeñas variaciones en las condiciones del medio edáfico pueden liberar los metales anteriormente insolubilizados.

En la eliminación de vertidos de petróleo, las bacterias actúan oxidando el petróleo a CO2. Así cuando se producen estos grandes vertidos terrestres, las fracciones de hidrocarburos volátiles se evaporan rápidamente, quedando los compuestos aromáticos y alifáticos de cadena larga para que sean eliminados por las bacterias.

CH4, es degradado por un grupo de bacterias “bacterias metano-tróficas”, pero estas no pueden crecer con hidrocarburos con mayor número de carbonos.

Remediación de hidrocarburos en el suelo
Tecnología implementada más usada (Landfarming)
REMEDIACIÓN BACTERIANA DE METALES PESADOS
Metilmercurio: Biorremediación
Biorremediacion
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