tratamiento de suelo con operaciones unitarias biologic as

31
Tratamiento de suelos con operaciones unitarias Biológicas Necesidad de tratamiento de suelos. La necesidad de tratamiento de los suelos ha despertado gran interés en los últimos años por distintas circunstancias: - La existencia de suelos alterados que condicionan y limitan su uso y hacen que sea necesaria una gestión de los mismos que minimice el riesgo para la salud humana y el medio ambiente. - La existencia de gran número de vertederos y rellenos hechos con residuos o materiales tóxicos especiales, que se asientan sobre terrenos que lixivian directamente a los cauces de aguas superficiales. - La puesta al descubierto, cuando se prepara un terreno, de materiales clasificados como residuos tóxicos y peligrosos, lo que lleva a una limitación sobre la actuación prevista. Análisis de riesgos. Antes de aplicar un tratamiento al suelo contaminado es necesario hacer una análisis de los posibles riesgos y para evaluar riesgos hay que tener en cuenta varios factores como son: - La identificación de los contaminantes presentes. - La determinación de propiedades físico-químicas y toxicológicas de los contaminantes presentes. - Las características geológicas, hidrogeológicas y demográficas del emplazamiento - La determinación de la migración de la contaminación. - El alcance de la misma. La finalidad de un análisis de riesgos es determinar, basándonos en el criterio de riesgo admisible en las posibles receptores, si procede intervenir, con qué urgencia hay que intervenir y el alcance de las operaciones de limpieza y sellado de emplazamiento. Para poder realizar un análisis de riesgos se pueden seguir los siguientes pasos: - Caracterización de los niveles de contaminación existentes en suelos y aguas subterráneas. - Identificación de las rutas de transporte. - Identificación de los receptores potenciales.

Upload: mileidy-evelyn-rodriguez-colmenarez

Post on 09-Jul-2015

1.313 views

Category:

Documents


4 download

TRANSCRIPT

5/10/2018 Tratamiento de Suelo Con Operaciones Unitarias Biologic As - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/tratamiento-de-suelo-con-operaciones-unitarias-biologic-as 1/31

 

Tratamiento de suelos con operaciones unitarias Biológicas

Necesidad de tratamiento de suelos.

La necesidad de tratamiento de los suelos ha despertado gran interés en los últimos añospor distintas circunstancias:

- La existencia de suelos alterados que condicionan y limitan su uso y hacen que seanecesaria una gestión de los mismos que minimice el riesgo para la salud humana y elmedio ambiente.

- La existencia de gran número de vertederos y rellenos hechos con residuos omateriales tóxicos especiales, que se asientan sobre terrenos que lixivian directamente alos cauces de aguas superficiales.

- La puesta al descubierto, cuando se prepara un terreno, de materiales clasificadoscomo residuos tóxicos y peligrosos, lo que lleva a una limitación sobre la actuaciónprevista.

Análisis de riesgos.

Antes de aplicar un tratamiento al suelo contaminado es necesario hacer una análisis delos posibles riesgos y para evaluar riesgos hay que tener en cuenta varios factores comoson:

- La identificación de los contaminantes presentes.

- La determinación de propiedades físico-químicas y toxicológicas de los contaminantespresentes.

- Las características geológicas, hidrogeológicas y demográficas del emplazamiento

- La determinación de la migración de la contaminación.

- El alcance de la misma.

La finalidad de un análisis de riesgos es determinar, basándonos en el criterio de riesgoadmisible en las posibles receptores, si procede intervenir, con qué urgencia hay queintervenir y el alcance de las operaciones de limpieza y sellado de emplazamiento.

Para poder realizar un análisis de riesgos se pueden seguir los siguientes pasos:

- Caracterización de los niveles de contaminación existentes en suelos y aguassubterráneas.

- Identificación de las rutas de transporte.

- Identificación de los receptores potenciales.

5/10/2018 Tratamiento de Suelo Con Operaciones Unitarias Biologic As - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/tratamiento-de-suelo-con-operaciones-unitarias-biologic-as 2/31

 

- Determinación de los riesgos asociados a las concentraciones de los contaminantesresiduales después de las operaciones de limpieza y sellado del emplazamiento.

Objetivos.

El objetivo de asegurar la calidad de los suelos es para proteger la salud humana y elfuncionamiento de los ecosistemas, evitando así la dispersión de la contaminación.

Con este fin, las acciones a realizar son las siguientes:

- Prevenir nuevas alteraciones.

- Recuperar los casos más urgentes.

Lo que se intenta es evitar efectos irreversibles sobre la calidad del suelo, y en el casode que se hayan producido, aislar las fuentes del resto del entorno, controlarlas y vigilar

regularmente su evolución.

dando lugar a incendios y explosiones, así como a la contaminación de las aguas.

Tratamiento de suelos 

Se puede definir el tratamiento y recuperación de suelos contaminados como unconjunto de operaciones que se deben realizar con el objetivo de controlar, disminuir oeliminar los contaminantes y sus efectos.

Tratamiento biológico de suelos 

El tratamiento biológico de suelos contaminados involucra el uso de microorganismosy/o vegetales para la degradación de los contaminantes orgánicos. La actividadbiológica altera la estructura molecular del contaminante y el grado de alteracióndetermina si se ha producido biotransformación o mineralización. La biotransformaciónes la descomposición de un compuesto orgánico en otro similar no contaminante omenos tóxico, mientras que la mineralización es la descomposición a dióxido decarbono, agua, y compuestos celulares.

Tipos de Operaciones unitarias en el tratamiento de los suelos

 In situ

- Bioventing

- Biorremediación

- Bioestimulacion

5/10/2018 Tratamiento de Suelo Con Operaciones Unitarias Biologic As - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/tratamiento-de-suelo-con-operaciones-unitarias-biologic-as 3/31

 

- Fitorremediacion

-bioslurpin

- Bioaumentación

 Ex situ 

- Biopilas

- Compostaje

- Landfarming

- Lodos

- Biodegradación

TÉCNICAS BIOLÓGICAS

5/10/2018 Tratamiento de Suelo Con Operaciones Unitarias Biologic As - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/tratamiento-de-suelo-con-operaciones-unitarias-biologic-as 4/31

 

 

VENTAJAS E INCONVENIENTES DE TÉCNICAS IN SITU Y EX SITU  

PARÁMETROS CON MAYOR INFLUENCIA

Condiciones aeróbicas: Favorecen la oxidación y la actividad biológica. Dependen dela textura del suelo, grado de saturación y condiciones redox.

Condiciones anaeróbicas: Puede degradar algunos contaminantes orgánicos (clorados)o impedir la oxidación de algunos minerales (sulfuros metálicos).

Agua: Medio de transporte de nutrientes y constituyentes orgánicos (absorción –  secreción) al interior – exterior de los orgs.

Nutrientes: Se aplican para favorecer la actividad biológica (algunos metales pesadosson también micronutrientes).

pH: Afecta la solubilidad y biodisponibilidad de muchos contaminantes.

Temperatura: Afecta la actividad biológica (problema en climas fríos). Se puedeinducir calentamiento controlado (problema VOCs).

- Bioventing

5/10/2018 Tratamiento de Suelo Con Operaciones Unitarias Biologic As - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/tratamiento-de-suelo-con-operaciones-unitarias-biologic-as 5/31

 

El bioventing es una técnica de tratamiento biológico in situ que combina la ventilaciónmecánica de los COV con la utilización de microorganismos autóctonos para degradarcompuestos orgánicos adsorbidos por el suelo en la zona no saturada. Mediante estatecnología, la actividad de las bacterias es estimulada introduciendo un flujo de aire enla zona no saturada por medio de pozos de inyección. Si fuera necesario, también se

añadirían nutrientes para favorecer el proceso, cuyo esquema de funcionamiento sepresenta a continuación:

En contraste con la técnica de extracción de vapores, en el bioventing se utilizanbajos caudales de aire, para proporcionar sólo el oxígeno suficiente para mantenerla actividad microbiana. El aire se suministra de forma directa a la zonacontaminada, y, además de la biodegradación de los hidrocarburos adsorbidos alsuelo, se favorece un lento flujo de los compuestos volátiles, que pueden serdegradados al atravesar el suelo biológicamente activo.

La tecnología del bioventing ha sido satisfactoriamente utilizada en el tratamientode suelos contaminados con hidrocarburos derivados del petróleo, disolventes noclorados, algunos pesticidas, conservantes de la madera y otros compuestosorgánicos. A pesar de no ser una técnica aplicable a la eliminación de compuestosinorgánicos, la biorremediación puede ser usada para cambiar la valencia dealgunos de esos compuestos para que puedan ser adsorbidos en el suelo obioacumulados en micro y macroorganismos.

APLICABILIDAD

Hidrocarburos del petróleo, disolventes no clorados, algunos plaguicidas y otrosorgánicos (fuels).

- Favorece la degradación de VOCs por la lenta migración hacia zonas

5/10/2018 Tratamiento de Suelo Con Operaciones Unitarias Biologic As - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/tratamiento-de-suelo-con-operaciones-unitarias-biologic-as 6/31

 

biológicamente activas del suelo.

- Prometedora para estabilizar o eliminar contaminantes inorgánicos (cambio deestado de valencia, cambio en movilidad)

LIMITACIONES

- Zonas saturadas o de baja permeabilidad en el suelo.

- Posible emisión de vapores (control y monitoreo)

- Compuestos clorados (inducir ciclo anaerobio)

- Baja humedad = baja activ. biol. = baja biodegradación.

- Bajas temperaturas = ralentizan (no impiden) la remediación.

CASO PRÁCTICO

Localidad: Base Fuerzas Aéreas Ogden, Utah (USA) 

Origen: Enero 1985, vertido de 102 m3 fuel de avión JP-4 

Contaminantes: Hasta 10.200 mg/kg de hidroc. tot. petr. (TPH) 

Área contaminada: 1.625 m2 (6.600 m3 suelo) 

Tratamiento: SVE seguido de BIOVENTING 

Duración: 15 meses 

Resultado final: TPH < 6 mg/kg (nivel referencia = 38,1 mg /kg) 

Coste: 90 $ m3 

Observaciones: Suelo muy favorable (arenoso, gravoso) 

 No se requirió incinerador catalítico de gases 

Se extrajeron unos 95.700 kg de contaminante

5/10/2018 Tratamiento de Suelo Con Operaciones Unitarias Biologic As - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/tratamiento-de-suelo-con-operaciones-unitarias-biologic-as 7/31

 

 Biorremediacion

Se define como biorremediación a cualquier proceso que utilice microorganismos,hongos, plantas o las enzimas derivadas de ellos para retornar un medio ambientealterado por contaminantes a su condición natural. La biorremediación puede ser 

empleada para atacar contaminantes específicos del suelo, por ejemplo en ladegradación bacteriana de compuestos organoclorados o de hidrocarburos. Unejemplo de un tratamiento más generalizado es el de la limpieza de derrames de

 petróleo por medio de la adición de fertilizantes con nitratos o sulfatos para estimular la reproducción de bacterias nativas o exógenas (introducidas) y de esta forma facilitar la descomposición del petróleo crudo.

TIPOS DE BIORREMEDIACION 

5/10/2018 Tratamiento de Suelo Con Operaciones Unitarias Biologic As - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/tratamiento-de-suelo-con-operaciones-unitarias-biologic-as 8/31

 

 

La biorremediación es el proceso mediante el cual, los microorganismos (bacterias,hongos...) autóctonos o inoculados de una zona, degradan (metabolizan) loscontaminantes orgánicos presentes en la misma. Para que los microorganismos(principalmente las bacterias) puedan eliminar las sustancias químicas dañinas, el sueloy las aguas subterráneas deben tener la temperatura, los nutrientes y la cantidad deoxígeno apropiados. Esas condiciones permiten que los microorganismos crezcan y semultipliquen, y asimilen más sustancias químicas. Las condiciones o factores queinfluyen en la eficacia de este proceso se resumen en la siguiente tabla:

FACTORES QUE INFLUYEN EN LA BIORREMEDIACIÓN 

Factores favorables  Factores desfavorables 

Características

químicas 

Características

hidrogeológicas 

Características

químicas 

Características

hidrogeológicas - Abundancia de

hidrocarburos alifáticoslineales y escasa

presencia de resinas yasfaltenos

- Concentraciones bajas

- Presencia de

poblaciones microbianasdiversas

- Adecuada oxigenación 

- pH = 6-8

- Temperaturassuperiores a 15 ºC

- Porosidad media

- Elevadapermeabilidad 

- Mineralogíauniforme

- Homogeneidad

- Componentes muypesados abundantes

en la mezcla

- Mezcla decompuestosorgánicos einorgánicos

- Concentracionestóxicas

- Escasa actividadmicrobiana

- Ambientesanóxicos

- pH extremos

-Temperaturas bajas

- Rocasfracturadas

- Bajapermeabilidad 

- Complejamineralogía

- Heterogeneidad

5/10/2018 Tratamiento de Suelo Con Operaciones Unitarias Biologic As - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/tratamiento-de-suelo-con-operaciones-unitarias-biologic-as 9/31

 

Con la bioestimulación o biorremediación acelerada lo que se pretende es acelerar elproceso de biodegradación natural proporcionando nutrientes y/o nuevosmicroorganismos a una zona contaminada con compuestos orgánicos para proceder a sutransformación en compuestos inofensivos.

La técnica consiste en perforar pozos por los que, por unos se introducen los nutrienteso los microorganismos en disolución acuosa en a la zona saturada, y por otros se extraeagua que se depura puede ser reintroducida en el acuífero.

La biodegradación se puede dar en condiciones aerobias o anaerobias:

  Biodegradación aerobia: en presencia de oxígeno suficiente (condicionesaerobias) y otros nutrientes elementales, los microorganismos degradarán loscontaminantes orgánicos hasta convertirlos finalmente en dióxido de carbono,agua y nueva biomasa celular. En la bioestimulación es común la inyección delagua junto con los nutrientes y oxígeno disuelto, que favorezca el proceso. En

algunas ocasiones y para microorganismos concretos se puede añadir peróxidode hidrógeno disuelto, que dará lugar al oxígeno para que éste actúe comoaceptor final de electrones. En los lugares contaminados situados en zonas declima frío donde la temperatura del agua es baja, el proceso es menos eficaz.. Enestas situaciones se emplean como elementos paliativos mantas de calor, que sesitúan cubriendo la superficie del terreno y ayudan a aumentar la temperatura delsuelo y la tasa de degradación.

  Biodegradación anaerobia: en ausencia de oxígeno (condiciones anaerobias),los contaminantes orgánicos son metabolizados hasta metano y cantidadeslimitadas de dióxido de carbono e hidrógeno molecular. Bajo condiciones

sulfato-reductoras, el sulfato es transformado a ión sulfuro o azufre elemental; ybajo condiciones nitrato-reductoras se genera como producto final nitrógenomolecular. A menudo, los contaminantes son degradados a compuestosintermedios o finales que son más tóxicos que el contaminante inicial. Porejemplo, la biodegradación anaerobia del 1,1,1-tricloroetano, más conocidocomo TCE, generará cloruro de vinilo, más tóxico y persistente. Este COV puede ser degradado si se crean condiciones aerobias.

Ventajas

En el caso que la contaminación esté en lugares inaccesibles se puede realizar sinnecesidad de cavar. Por ejemplo en el caso de derrames de petróleo que hayan

penetrado en el suelo y amenacen contaminar a la capa de agua. Esto resulta muchomenos costoso que el proceso de excavación e incineración que sería la otra alternativa.

Aplicación

5/10/2018 Tratamiento de Suelo Con Operaciones Unitarias Biologic As - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/tratamiento-de-suelo-con-operaciones-unitarias-biologic-as 10/31

 

Los procesos naturales de biorremediación y fitorremediación (remediación por plantas)se han usado desde hace siglos; tal es el caso de la desalinización de terrenos agrícolas

por la acción de plantas capaces de extraer las sales.

La biorremediación usando microorganismos fue inventada por el

científico norteamericano George M. Robinson. Éste trabajó como ingeniero petroleroasistente de la compañía Santa María de California en la década de 1960 y se dedicó aexperimentar con una serie de microbios en frascos contaminados de petróleo.

Biorremediacion en hidrocarburos

Se han reportado el uso de Fermentaciones en Medio Sólido (FMS) en procesos de biolixiviación,biorremediación, entre otros, por lo que la importancia de generar información relacionada con losprocesos de FMS, ha tomado relevancia debido a la poca reproducibilidad de los resultados exitososobtenidos en el laboratorio al llevarse a escala industrial (2)El objetivo de este trabajo fue implementar uncriterio quepermitiese manejar las variables relacionadas con ejecución de un sistema de biorremediación de suelos.

Metodología. Se utilizó un suelo contaminado con hidrocarburos del petróleo. Se adicionó C16H34 (2.5%V / P)como estándar interno. El suelo problema fue sometido a un proceso de homogeneización para optimizarladistribución de los hidrocarburos. Para controlar el tamañode partícula el material fue sometido a un

 

proceso deaglomeración. Para simular un proceso de biolixiviación,el suelo fue empacado en columnas a3 diferentes escalas,en las cuales, las variables controladas fueron el tamaño departícula, relación alturadiámetro y el flujo volumétricocalculadas de acuerdo a la ecuación del número deReynolds para lechosempacados. Los HidrocarburosTotales del Petróleo (HTPs) residuales en las muestras desuelo fueronanalizados de acuerdo a los métodos USEPA3045c y USEPA 9071b

Resultados y discusión. Para cada uno de losexperimentos realizados, se cuantificó la biodegradación

 

de los HTPs muestreando cada 72 hrs por 15 días como semuestra en el Cuadro 1. A pesar del uso de

diferentesescalas, no se encontraron diferencias significativas entrelos porcentajes de hidrocarburosresiduales al final delproceso para cada uno de los casos, de acuerdo a la pruebade t para muestrasindependientes (0.05,12).

Conclusiones. Al mantener constantes la relaciónaltura-diámetro y el número de Reynolds, se proveen lascondiciones hidrodinámicas propicias para que el procesode biorremediación de suelos se efectúe

 

xitosamente ypor lo tanto pueden ser utilizados como una guía en elproceso de escalamiento a nivelindustrial.

5/10/2018 Tratamiento de Suelo Con Operaciones Unitarias Biologic As - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/tratamiento-de-suelo-con-operaciones-unitarias-biologic-as 11/31

 

 Bioestimulacion

La bioestimulación in situ se usa satisfactoriamente en el tratamiento de suelos, lodos yaguas subterráneas contaminados con hidrocarburos, derivados del petróleo, pesticidas, disolventes, conservantes de la madera y otras sustancias químicas orgánicas. 

En la siguiente tabla se muestran algunos ejemplos de microorganismos utilizados en labiodegradación de compuestos orgánicos volátiles (COV):

MICROORGANISMOS UTILIZADOS EN AL DEGRADACIÓN DE COV 

Compuesto  Géneros utilizados 

AEROBIOS

Clorobencenos  Alcaligenes, Pseudomonas 

Clorofenoles Alcaligenes, Arthrobacter, Flavobacterium, Pseudomonas,

 Rodococcus 

Clorobenzoatos

 Acinetobacter, Alcaligenes, Arthrobacter, Corynebacterium,

Flavobacterium, Pseudomonas 

Clorotoluenos Pseudomonas 

ANAEROBIOS

Monoclorobenzoato  Desulfomonile tiedjei 

La biorremediación presenta una serie de ventajas e inconvenientes respecto a otrastécnicas de descontaminación de suelos, resumidos en el siguiente cuadro:

VENTAJAS E INCONVENIENTES DE LA BIORREMEDIACIÓN DE SUELOS 

5/10/2018 Tratamiento de Suelo Con Operaciones Unitarias Biologic As - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/tratamiento-de-suelo-con-operaciones-unitarias-biologic-as 12/31

 

Ventajas  Inconvenientes 

- Posibilidad de aplicarse in situ o ex situ

- Bajo coste de operación

- Apenas se generan residuos

- No requiere de equipamientos especializadospara su aplicación

- Tiempo de proceso largo

- Efectiva sólo en condiciones

superficiales

- Aplicable sólo a hidrocarburosbiodegradables

- Inviable bajo determinadascondiciones

Aplicación

Se ha usado con éxito para remediar suelos contaminadoscon gasolinas, COV, COS y pesticidas (Alexander 1994). Estudiosa escala piloto, han mostrado la biodegradación de sueloscontaminados con desechos de municiones. 

Limitaciones

Esta tecnología no es recomendable para suelos arcillosos,altamente estratificados o demasiado heterogéneos, ya quepueden provocar limitaciones en la transferencia de O2. Otros facto34

res que pueden limitar su aplicación, incluyen: (i) que el tipo delsuelo no favorezca el crecimiento microbiano; (ii) incremento en lamovilidad de los contaminantes; (iii) obstrucción en los pozos de inyecciónprovocada por el crecimiento microbiano. 

Fitorremediacion

Esta tecnología consiste en la utilización de las plantas para llevar acciones deeliminación, transferencia, estabilización o degradación de contaminantes presentes enel suelo. Las plantas van a actuar como filtros biológicos que descomponen oestabilizan metales o bien degradan contaminantes orgánicos. 

5/10/2018 Tratamiento de Suelo Con Operaciones Unitarias Biologic As - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/tratamiento-de-suelo-con-operaciones-unitarias-biologic-as 13/31

 

 

La fitocorrección o fitorremediación se suele combinar con otros métodos de limpiezaen las etapas finales y sus características principales son:

  Es una técnica de limpieza pasiva, estéticamente agradable y dependiente de laenergía solar.

  El tiempo de aplicación es más largo que en otro tipo de tecnologías dedescontaminación.

  Los costes económicos que conlleva son bajos.

  Se emplea cuando la contaminación es superficial y la zona no es muy extensa.

  Se aplica a un rango amplio de contaminantes, pero principalmente se utiliza enla extracción de metales.

Aunque las medidas fitocorrectoras son mucho más lentas que otros métodos y llegansolamente a la profundidad hasta la cual llegan las raíces, pueden eliminar los últimosrestos de contaminantes atrapados en el suelo que a veces quedan con las demástécnicas de tratamiento. Lógicamente, cuado se utilizan árboles en lugar de plantaspequeñas, las raíces pueden penetrar más en el perfil del suelo, pudiéndose tratarcontaminación más profunda.

A continuación se describen las principales técnicas fitocorrectivas empleadas en ladescontaminación de suelos:

1.  Fitoextracción 

También conocida como fitoacumulación consiste en la absorción de contaminantesespecíficos (metales) por las raíces de las plantas y su acumulación en tallos y hojas.

5/10/2018 Tratamiento de Suelo Con Operaciones Unitarias Biologic As - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/tratamiento-de-suelo-con-operaciones-unitarias-biologic-as 14/31

 

 En primer lugar, se seleccionarán las especies más adecuadas, según los metalespresentes y las características del emplazamiento, y se cultivarán en la zonacontaminada. Una vez completado el crecimiento vegetativo de la planta el siguientepaso es cortarlas y proceder a su incineración y traslado de las cenizas a un vertedero de

seguridad. Estas cenizas apenas ocuparán un 10 % del volumen que ocuparía el suelo sise excavará par su tratamiento. Otra alternativa es transformar las plantas en abonovegetal para reciclar los metales. El proceso se repite hasta que se alcance la reducciónde concentración de metales deseada.

Más de 400 plantas pueden absorber grandes cantidades de cinc,  níquel  y cobre  y lafitoextracción también se realiza con éxito en presencia de plomo y cromo: 

2.  Rizofiltración Es una técnica parecida a la fitoextracción, pero en este caso se procede al cultivo de lasplantas en invernaderos con las raíces sumergidas en agua en vez de en tierra. Cuando elsistema radicular de la planta está bien desarrollado se transplanta rápidamente a la zonacontaminada para que absorba el agua contaminada del suelo. A medida que las raícesse van saturando en agua, se cortan y se eliminan. Otra opción es recoger el aguacontaminada y llevarla al invernadero donde están las plantas en cultivo.

Esta técnica se utiliza en el tratamiento de suelos contaminados con metales, residuosindustriales, escorrentías de procesos agrícolas, drenajes ácidos de minas ycontaminantes radiactivos. 

3.  Fitodegradación Mediante esta técnica se van a degradar contaminantes orgánicos  gracias al uso dedeterminadas plantas. Estas plantas van a producir enzimas que catalizan la degradaciónde los compuestos orgánicos  y los productos obtenidos van a ser utilizable por elmetabolismo de la planta para el crecimiento y desarrollo de sus tejidos.

Se utiliza en la degradación de HAP  y compuestos clorados como el tricloroetileno 

5/10/2018 Tratamiento de Suelo Con Operaciones Unitarias Biologic As - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/tratamiento-de-suelo-con-operaciones-unitarias-biologic-as 15/31

 

(TCE).

4.  Biodegradación estimulada por la rizosfera 

Consiste en la liberación de sustancias naturales ricas en carbono orgánico al mediopor parte de las raíces, tales como azúcares, ácidos o alcoholes, que van a serutilizadas por los microorganismos. La proliferación de microorganismos va aacelerar el proceso de biodegradación de contaminantes que llevan a cabo losmismos.

El proceso de biodegradación también se ve favorecido gracias a que las raíces

ayudan a airear el terreno y tienden a conducir el agua más profunda a esta zona.5.  Fitoestabilización 

La fitoestabilización es el fenómeno de producción de compuestos químicos por laplanta que actúan inmovilizando los contaminantes en la interfaz raíces-suelo.

6.  Fitovolatilización Este proceso consiste en la absorción por parte de árboles y plantas de agua juntocon contaminantes orgánicos, los cuales pueden llegar a las hojas y evaporarse ovolatilizarse a la atmósfera. Los álamos, por ejemplo, volatilizan el 90 % del TCEque absorben.

El árbol más comúnmente empleado en los proyectos de fitorremediación es elálamo, que es capaz de adaptarse en un amplio rango de condiciones climáticas yque puede absorber una gran cantidad de agua, disminuyendo la tendencia de loscontaminantes superficiales a desplazarse a las aguas subterráneas por descenso delnivel freático.

La fitorremediación se puede usar satisfactoriamente para tratar la contaminaciónsuperficial de suelos con metales, pesticidas, disolventes, explosivos, hidrocarburosdel petróleo y HAP. 

La fitorremediación es un proceso que utiliza plantas para remover,

5/10/2018 Tratamiento de Suelo Con Operaciones Unitarias Biologic As - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/tratamiento-de-suelo-con-operaciones-unitarias-biologic-as 16/31

 

transferir, estabilizar, concentrar y/o destruir contaminantes (orgánicose inorgánicos) en suelos, lodos y sedimentos, y puede aplicarsetanto in situ como ex situ . Los mecanismos de fitorremediación incluyenla rizodegradación, la fitoextracción, la fitodegradación y lafitoestabilización (Van Deuren et al. 1997, Hutchinson 2001).La rizodegradación se lleva a cabo en el suelo que rodea a las

raíces. Las sustancias excretadas naturalmente por éstas, suministrannutrientes para los microorganismos, mejorando así su actividad biológica.Durante la fitoextracción, los contaminantes son captados porlas raíces (fitoacumulación), y posteriormente éstos son traslocadosy/o acumulados hacia los tallos y hojas (fitoextracción). En lafitoestabilización, las plantas limitan la movilidad y biodisponibilidadde los contaminantes en el suelo, debido a la producción en las raícesde compuestos químicos que pueden adsorber y/o formar complejoscon los contaminantes, inmovilizándolos así en la interfaseraíces-suelo (Sellers 1999). La fitodegradación consiste en el metabolismode contaminantes dentro de los tejidos de la planta, a través deenzimas que catalizan su degradación.Aplicaciones . Puede aplicarse eficientemente para tratar suelos

contaminados con compuestos orgánicos como benceno, tolueno,etilbenceno y xilenos (BTEX); solventes clorados; HAP; desechos denitrotolueno; agroquímicos clorados y organofosforados; además decompuestos inorgánicos como Cd, Cr(VI), Co, Cu, Pb, Ni, Se y Zn(Sellers 1999). Se ha demostrado también su eficiencia en la remociónde metales radioactivos y tóxicos de suelos y agua.37

Limitaciones . Existen varias limitaciones que deben considerarsepara su aplicación: (i) el tipo de plantas utilizado determina laprofundidad a tratar; (ii) altas concentraciones de contaminantes puedenresultar tóxicas; (iii) puede depender de la estación del año; (iv)no es efectiva para tratar contaminantes fuertemente sorbidos; (v) latoxicidad y biodisponibilidad de los productos de la degradación

no siempre se conocen y pueden movilizarse o bioacumularse enanimales.Costos y tiempos de remediación . Se estima que la fitorremediaciónde un suelo contaminado con Pb (50 cm de profundidad) puede costar

entre 24,000 y 40,000 USD /ha (Van Deuren et al. 1997). 

Bioslurping

El bioslurping es una tecnología que utiliza el vacío y la actividad de losmicroorganismos para la remediación de suelos contaminados con hidrocarburos. Consiste en extraer a vacío aire del suelo, favoreciendo el flujo de nuevo aire a estazona, lo que se aprovecha para estimular la actividad de los microorganismos capacesde degradar contaminantes orgánicos. Al extraer a vacío va a salir aire y agua

proveniente del acuífero o de la zona capilar, por lo que será necesario separar ambasfases para su tratamiento en la superficie. Gracias a este mecanismos pueden ser

5/10/2018 Tratamiento de Suelo Con Operaciones Unitarias Biologic As - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/tratamiento-de-suelo-con-operaciones-unitarias-biologic-as 17/31

 

extraídos los hidrocarburos menos densos que el agua que se encuentran flotando sobreel nivel freático y en el agua capilar. Se muestra a continuación un esquema del proceso:

El bioslurping se ha utilizado satisfactoriamente en la remediación de sueloscontaminados por hidrocarburos derivados del petróleo. Es una tecnología rentable quecombina la descontaminación de la zona no saturada con la extracción de compuestoscontaminantes que se encuentran flotando en el agua subterránea. Es aplicable incluso

en zonas donde el nivel freático se encuentra a más de 10 metros de profundidad.

Bioaumentación

Introducción en el suelo de organismos seleccionados, adaptados o genéticamente

modificados para degradar contaminantes específicos. 

. Este proceso implica incrementar drásticamente la masa microbiana del suelo mediantela adición de microorganismos similares a los presentes en el suelo obtenidos mediantecultivo en reactores biológicos. Los microorganismos se obtienen del suelocontaminado del lugar. En laboratorio se definen los consorcios microbianos másadecuados en base a tolerancia a sales y sustancias inhibidoras y también a la capacidadde degradación de hidrocarburos. De esta forma se pueden tener consorcios que actúanen forma simbiótica y que resisten concentraciones de 10 % de crudo en medio líquido(sin restricciones de transferencia de masa) y hasta 13 % de NaCl en el medio, segúnnuestra experiencia. Una vez obtenido el consorcio más adecuado se produce una masaimportante de microorganismos y se llevan a campo para reforzar la actividad de los queya existen en el mismo. En algunos casos, dependiendo del tipo de contaminantepresente, puede ser necesario inocular varias veces.

Esta tecnología se utiliza cuando se requiere el tratamiento inmediato

5/10/2018 Tratamiento de Suelo Con Operaciones Unitarias Biologic As - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/tratamiento-de-suelo-con-operaciones-unitarias-biologic-as 18/31

 

de un sitio contaminado, o cuando la microflora autóctona es insuficienteen número o capacidad degradadora. Consiste en la adiciónde microorganismos vivos, que tengan la capacidad para degradar elcontaminante en cuestión, para promover su biodegradación o subiotransformación. El tamaño del inóculo a utilizar, depende del tamañode la zona contaminada, de la dispersión de los contaminantes

y de la velocidad de crecimiento de los microorganismos degradadores(Riser-Roberts 1998).Aplicaciones . Se ha usado para tratar suelos contaminados conherbicidas (2,4-D, clorofam), insecticidas (lindano, clordano,paratión), clorofenoles (PCP) y nitrofenoles, BPC, HTP y HAP

(Alexander, 1994). También se ha aplicado efectivamente para tratardesechos con concentraciones relativamente altas de metales(Eweis et al. 1998).Limitaciones . Antes de llevar a cabo la bioaumentación en unsitio, deben realizarse cultivos de enriquecimiento, aislar microorganismoscapaces de cometabolizar o utilizar el contaminante comofuente de carbono, y cultivarlos hasta obtener grandes cantidades debiomasa (Alexander 1994). 

DESCRIPCIÓN 

APLICABILIDAD

- PCP, Lindano, DDT, 2,2-diclorofenol.

- Degrada contaminantes orgánicos e inmoviliza los inorgánicos.

- Descontaminación de campos de batalla (US Dep. Defense).

Organismos más usados:

Hongos: Fusarium oxysporium y Phanerochaete chyrysosoporium. 

Bacterias: Pseudomonas cepacia y Pseudomonas putida.

LIMITACIONES

- Riesgo de contaminación de aguas subterráneas (infiltración)

5/10/2018 Tratamiento de Suelo Con Operaciones Unitarias Biologic As - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/tratamiento-de-suelo-con-operaciones-unitarias-biologic-as 19/31

 

- Texturas finas o suelos heterogéneos (limitan el contacto entre los microorganismos y el

contaminante)

- Altas concentraciones de contaminantes = toxicidad para orgs.

- Poco efectiva para contaminantes inorgánicos.

Ex situ

biopilas 

Mezcla de suelo contaminados y suelo enmendados, y confinamiento en montonesestáticos sometidos a aireación (inyección o vacío) y recogida de gases y lixiviado para su

tratamiento.

Las biopilas constituyen una tecnología de biorremediación ex situ en la cual elsuelo contaminado con hidrocarburos es extraído y dispuesto en un área detratamiento o piscina previamente excavada para su descontaminación conmicroorganismos.

Las biopilas se utilizan cuando la sustancia contaminante es demasiado volátil 

como para ser tratada con la técnica de landfarming, ya que las emisiones gaseosasserían demasiado altas, o cuando se quiere acelerar el proceso de biorremediación.

La zona de tratamiento incluye sistemas de recolección de lixiviados y un sistemade aireación que cuenta con una serie de tuberías de PVC que son colocadasdurante la construcción. Estas cañerías están interconectadas a un soplador depresión negativa o de vacío, que fuerza al oxígeno atmosférico a pasar a través de lapila de suelo. También se controlan otros parámetros como la humedad, latemperatura, los nutrientes o el pH. Existen en el mercado aditivos químicosespecíficos cuyas propiedades nutritivas pueden estimular la biodegradación. Deesta manera se tiene un alto control sobre las condiciones de remediación y el

medio.

La base de la piscina de tratamiento estará cubierta con una superficie impermeablepara reducir al mínimo el riesgo de lixiviación de los contaminantes al suelo limpioque queda debajo. Los lixiviados recogidos por el sistema de drenaje pueden sertratados en un biorreactor en la misma zona.

Los montones de suelo no suelen exceder los 2 o 3 metros como máximo y puedenestar cubiertos en la parte superior por plásticos impermeables para controlar lavolatilización de los COV, que deberán ser tratados antes de su emisión a laatmósfera. 

5/10/2018 Tratamiento de Suelo Con Operaciones Unitarias Biologic As - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/tratamiento-de-suelo-con-operaciones-unitarias-biologic-as 20/31

 

A continuación se muestra un esquema general del proceso y de una biopila:

El tratamiento de suelos mediante biopilas se aplica fundamentalmente para laeliminación de COV no halogenados e hidrocarburos. Los COV halogenados, loscompuestos semivolátiles y los pesticidas también pueden ser tratados medianteesta tecnología, pero la eficacia del proceso puede disminuir, y puede ser sóloaplicable a ciertos compuestos dentro de estos grupos.

APLICABILIDAD

Efectiva para VOCs no halogenados y combustibles; efectividad variable para algunos VOCs

halogenados, SVOCs y plaguicidas.

- Incrementa la biodegradación favoreciendo las condiciones de humedad, temperatura,

nutrientes, oxígeno y pH.

5/10/2018 Tratamiento de Suelo Con Operaciones Unitarias Biologic As - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/tratamiento-de-suelo-con-operaciones-unitarias-biologic-as 21/31

 

- Impermeabilización completa de la pila (acompañar con técnicas de recogida y tratamiento

de gases y lixiviados).

LIMITACIONES 

Excavación del suelo = riesgo de liberación de VOCs.

- Test previos de biodegradación del contaminante (cálculo de tasas de aireación y nutrientes).

- Poco efectiva en compuestos halogenados y explosivos.

- Uniformidad cuestionable (proceso estático, no mezcla periódica).

CASO PRÁCTICO

Localidad: U.S. Army Fort Greely, Alaska (USA) 

Origen: Excavaciones en zonas de almacenaje (1991– 1993) 

Contaminantes: SVOCs, VOCs, Fuels, BTEX (hasta 3000 mg/kg gasolinas y 20,2 mg/kg BTEX) 

Volumen suelo : 15710 m3 filtrado y lavado, 13000 m3 tratado. 

Tratamiento: Fase I: Filtrado y lavado; Fase II: Biopilas; Fase III: procesado de contaminantes. 

Duración: 3 años 

Resultado final: Fuels < 100 mg/kg; BTEX < 10 mg/kg; (descenso medio del 85%) y > 95% en

VOCs y SVOCs. 

Coste: Fase I: 26 $ m3 ; Fase II: 39 $ m3 ; Fase III: 22 $ m3. 

Observaciones: Tratamiento combinado y con mezcla periódica. 

Compostaje

CONCEPTO

Mezcla de suelo contaminado con materiales porosos y enmiendas orgánicas (serrín,

paja, estiércol, restos vegetales) con el fin de promover la biodegradación (incremento de

temperatura ).

5/10/2018 Tratamiento de Suelo Con Operaciones Unitarias Biologic As - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/tratamiento-de-suelo-con-operaciones-unitarias-biologic-as 22/31

 

 

El compostaje de suelos contaminados es un proceso biológico controlado en el quelos contaminantes orgánicos (por ejemplo los HAP) son convertidos en sustanciasinofensivas por los microorganismos aerobios, dando lugar a un producto finalestabilizado denominado compost, que es útil en agricultura.

El suelo contaminado es excavado y trasladado a la zona de tratamiento. Éste áreaestará previamente construida y consiste en una pista impermeabilizada con ajustede las pendientes hacia un sumidero para el control de los lixiviados, los cualesserán reinyectados en el suelo, generando un ciclo semicerrado de circulación deagua. El suelo se suele distribuir en filas o en pilas de 1,5 metros de alto y 2,1-2,5metros de ancho, aunque depende del diseño. 

Durante el proceso es necesario mantener unas determinadas condiciones paraobtener unos buenos resultados:

  Aireación: es el factor fundamental a controlar, ya que los microorganismosaerobios van a necesitar una tasa de oxígeno determinada para lograr labiodegradación de los contaminantes. Se puede conseguir una buenaaireación de diferentes formas en función del tipo de proceso de compostaje diseñado.

  Temperatura: se generarán condiciones termófilas debido al calorproducido por los microorganismos en la degradación del material orgánico.El rango de temperatura óptimo de trabajo oscila entre 54 y 65 ºC.

  Humedad: los microorganismos necesitan de una hidratación adecuadapara su correcto desarrollo. Pero una excesiva hidratación del suelorestringe el movimiento del aire en el subsuelo y reduce la disponibilidad deoxígeno, el cual es sumamente necesario para los procesos metabólicosaeróbicos de las bacterias. El rango ideal de hidratación del suelo es de 20 a30 % en peso. En los procesos de biorremediación en pilas de compostaje elsuelo debe ser hidratado periódicamente ya que se seca con facilidad comoconsecuencia de la evaporación, la que a su vez se ve incrementada durante

5/10/2018 Tratamiento de Suelo Con Operaciones Unitarias Biologic As - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/tratamiento-de-suelo-con-operaciones-unitarias-biologic-as 23/31

 

las operaciones de aireación y bajo condiciones de clima cálido.

  pH: para sostener el crecimiento de la población bacteriana, las pilas decompostaje deben mantenerse en un rango de pH entre 6 y 8 durante suoperación, siendo 7 el valor óptimo. Suelos fuera de este rango requerirán

un ajuste, pudiendo aumentarse con la adición de enmiendas calizas en casode ser demasiado ácido, o aumentarse añadiendo azufre en caso de que seademasiado alcalino.

  Nutrientes: los microorganismos requieren de una fuente de carbono parael crecimiento celular y una fuente de energía para mantener las funcionesmetabólicas requeridas para su crecimiento. Las fuentes de carbono puedenprovenir del contaminante o del carbono contenido en fertilizantes oaditivos y agentes de esponjamiento (bulking agents). Estos agentes deesponjamiento tienen como objetivo, además, evitar el apelmazamiento delsuelo, que pude producirse por una excesiva hidratación y que va a

dificultar el flujo de aire a través de la pila, limitando la capacidad dedegradación de los microorganismos. Se utilizan por ello agentes deesponjamiento tales como serrín, paja, virutas de madera, hojas, cáscaras desemilla o estiércol.

  Cantidad de microorganismos: normalmente en la pila de suelocontaminado existen microorganismos suficientes para realizar el proceso,pero puede ser necesario inocularlos o añadir estiércol o una pila decompost maduro. Al introducir el estiércol, por un lado se está aumentandola población microbiana y, por otro, se están añadiendo nutrientes.

Existen tres diseños posibles del proceso de compostaje:1.  Pilas estáticas aireadas. El suelo se apila en montones que se airean

mediante soplantes o bombas de vacío que están distribuidas en el interiorde las pilas.

2.  Pilas mecánicamente agitadas. El suelo se coloca en reactores donde semezcla mecánicamente para conseguir la aireación.

3.  Windrow composting. Es la alternativa más rentable y la más utilizada. Elsuelo se coloca en montones alargados que se mezclan periódicamente conequipos móviles.

El proceso de compostaje aplicado a la descontaminación de suelos se utilizacuando existe gran cantidad de compuestos orgánicos biodegradables, con muybuenos resultados en suelos contaminados con HAP. También se puede utilizar enel tratamiento de explosivos. Por otro lado, una excesiva presencia de COV hacenecesario el control y tratamiento de las emisiones gaseosas provenientes de laspilas de compostaje.

APLICABILIDAD

5/10/2018 Tratamiento de Suelo Con Operaciones Unitarias Biologic As - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/tratamiento-de-suelo-con-operaciones-unitarias-biologic-as 24/31

 

Explosivos y PAHs.

- Mantener condiciones de oxidación (aireación), humedad (irrigación) y temperatura (54

 – 65 ºC)

- Métodos de aireación:

· Mezcla mecánica de montones (la más usada)

· Estática, inyección o bombeo en pilas.

· Agitación mecánica en contenedores.

- Controlar la emisión de VOCs y SVOCs.

LIMITACIONES

- Requiere espacios grandes para su aplicación.

- La excavación del suelo puede liberar VOCs.

- Incremento importante de volumen (mats. enmendantes añadidos).

- Landfarming

El landfarming es una tecnología de biorremediación ex situ que requiere la excavaciónde los suelos contaminados y su disposición sobre una superficie impermeable(normalmente algún tipo de geomembrana). Esta geomembrana está dispuesta sobre lasuperficie del terreno adyacente a la zona contaminada o en una pequeña piscinaexcavada cerca de esta zona y sobre la que se vierte el suelo a tratar. Además, el procesocuenta con un sistema de drenaje para la recolección de lixiviados, que deberán recibiralgún tratamiento posterior:

5/10/2018 Tratamiento de Suelo Con Operaciones Unitarias Biologic As - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/tratamiento-de-suelo-con-operaciones-unitarias-biologic-as 25/31

 

 

La descontaminación se basa en la acción de los microorganismos presentes en el suelo,por lo que la utilidad de tratarlos ex situ reside en poder controlar fácilmente lascondiciones óptimas de biodegradación de los compuestos orgánicos.Fundamentalmente se controlan las siguientes condiciones:

  Contenido en humedad: se añada agua mediante un sistema de riego.

  Aireación: el suelo es volteado por métodos mecánicos periódicamente.

  pH: debe permanecer cerca de la neutralidad, por lo que se añadirán enmiendascalizas en caso de aumentar la acidez.

  Otras enmiendas: nutrientes, inoculación de microorganismos...

Por lo general, los contaminantes son tratados en levantamientos de medio metro deespesor. Cuando se consigue el grado de depuración deseada se retira este suelo y seañade una nueva capa, aunque puede ser útil retirar sólo la parte superficial del primermontón y verter sobre el mismo nuevo residuo a tratar para que se aproveche laactividad microbiana existente.

El landfarming se usa satisfactoriamente en el tratamiento de lodos de refinería quecontienen hidrocarburos del petróleo. Si existen compuestos muy volátiles en la mezcla,éstos pueden ser emitidos a la atmósfera antes de ser degradados por losmicroorganismos. La tasa de degradación se reduce si:

  Los hidrocarburos son muy pesados.

  Los compuestos presentan anillos en su estructura química, como es el caso delos HAP. 

Presentan cloro o nitrógeno.

APLICABILIDAD

5/10/2018 Tratamiento de Suelo Con Operaciones Unitarias Biologic As - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/tratamiento-de-suelo-con-operaciones-unitarias-biologic-as 26/31

 

Hidrocarburos del petróleo (no VOCs), Combustibles, PCP y algunos plaguicidas.

- Degrada, transforma e inmoviliza contaminantes.

- Recogida y tratamiento de escorrentías y lixiviados.

LIMITACIONES

- Requiere espacios grandes para su aplicación.

- La excavación del suelo puede liberar VOCs.

- Incremento importante de volumen (mats. enmendantes añadidos).

Lodos 

Mezcla de suelos contaminados con lodos, agua y aditivos, para favorecer labiodegradación al incrementar el contacto entre los microorganismos y el contaminante,dentro de un “bioreactor ”. 

Los biorreactores pueden usarse para tratar suelos heterogéneos ypoco permeables, o cuando es necesario disminuir el tiempo de tra39

tamiento, ya que es posible combinar controlada y eficientemente,

procesos químicos, físicos y biológicos, que mejoren y aceleren labiodegradación (Reiser-Roberts 1998). Es la tecnología más adecuadacuando existen peligros potenciales de descargas y emisiones.Uno de los reactores más utilizados para biorremediar suelos es elbiorreactor de lodos, en el cual el suelo contaminado se mezcla constantementecon un líquido, y la degradación se lleva a cabo en la faseacuosa por microorganismos en suspensión o inmovilizados en lafase sólida. El tratamiento puede realizarse también en lagunas construidaspara este fin o bien en reactores sofisticados con control automáticode mezclado (Alexander 1994).Aplicaciones . Los biorreactores de lodos aerobios, se utilizan principalmentepara tratar HTP, COS no halogenados y COV. Se utilizan

también reactores secuenciales de lodos aerobios/anaerobios paratratar BPC, COS halogenados, pesticidas y desechos de artillería (VanDeuren et al. 1997).Limitaciones . Algunos factores que pueden limitar el uso y efectividadde los biorreactores son: (i) el suelo debe tamizarse; (ii) suelosheterogéneos y arcillosos pueden generar problemas de manipulación;(iii) los productos intermediarios pueden ser más tóxicos que elcontaminante original (en caso de explosivos o solventes clorados);(iv) los residuos pueden requerir de tratamiento o disposición final(Van Deuren et al. 1997, Riser-Roberts 1998).Costos y tiempos de remediación . Los biorreactores de lodos puedenclasificarse como una tecnología de corto a mediano plazo. Eluso de biorreactores de lodos oscila entre 130 y 200 USD /m3.

5/10/2018 Tratamiento de Suelo Con Operaciones Unitarias Biologic As - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/tratamiento-de-suelo-con-operaciones-unitarias-biologic-as 27/31

 

 

APLICABILIDAD

- Explosivos, PAHs, plaguicidas (primer tratamiento de SVOCs y VOCs al excavar un suelo).

- Biorreactores secuenciales aeróbicos/anaeróbicos, mejoran la remediación de PCB, algunos

SVOCs halogenados y explosivos.

- 1º Tamizar suelo; 2º Mezclar suelo con agua, arena y lodo; 3º Añadir oxígeno y nutrientes (a

veces tb. microorgs.) 4º Filtrado y secado del suelo y tratamiento de resíduos.

LIMITACIONES

- Tamizado previo del suelo (caro).

- Problemática en suelos heterogéneos y arcillosos.

- Filtrado y secado del suelo y tratamiento posterior de los contaminantes (caro).

Biodegradacion

5/10/2018 Tratamiento de Suelo Con Operaciones Unitarias Biologic As - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/tratamiento-de-suelo-con-operaciones-unitarias-biologic-as 28/31

 

Esta técnica implica la excavación del suelo y su transporte a instalacionesespecíficas donde va a ser tratado en biorreactores.

En primer lugar el suelo es sometido a un proceso físico en el que se separanescombros y otros elementos gruesos. A continuación se mezcla con agua para

llevar el contaminante a una concentración predeterminada, dependiente de la tasade biodegradación y de las propiedades físicas del suelo.

El suelo se introduce en el biorreactor, que normalmente consiste en unfermentador cilíndrico horizontal que gira sobre su eje favoreciendo la mezcla de lamasa contaminada. Se introducen nutrientes, oxígeno y microorganismos en casode que fuera necesario. También se suelen añadir materiales inertes de elevadasuperficie específica, sobre los que los microorganismos se desarrollan con mayorfacilidad. En caso de que fuera necesario ajustar el pH se adicionará un ácido o unabase.

Cuando la biodegradación se ha completado, la mezcla de suelo puede ser devueltaa su lugar de origen, previo secado.

La utilización de biorreactores es más conveniente que otras técnicas debiorremediación en los casos en que el suelo sea heterogéneo, la permeabilidad seabaja, en las áreas donde las aguas subterráneas son difíciles de extraer, o cuando serequiera una velocidad de tratamiento mayor.

La técnica está especialmente indicada en el tratamiento de COV no halogenados yresiduos de artillería. Si se cuenta con microorganismos específicos también se

obtienen buenos resultados en el tratamiento de COV halogenados, pesticidas yPCB. Estos compuestos también pueden ser tratados en biorreactores secuencialesen los que se alternan procesos aerobios con procesos anaerobios.

CARACTERÍSTICAS DE LAS TECNOLOGÍAS DE TRATAMIENTO DESUELOS 

Técnica Lugar deaplicación 

Velocidadde

tratamiento 

Costeeconómico 

Contaminantestratables 

Tecnologías de pantalla   In situ Lenta BajoContaminantes

muy tóxicos  

Vitrificación in situ   In situ Media AltoContaminantes

muy tóxicos  

Reducción de lavolatilización

In situSolucióntemporal

Bajo COV

Estabilización/solidificación 

In situ ó

ex situ Rápida Bajo

Metalespesados, 

materialesradiactivos 

5/10/2018 Tratamiento de Suelo Con Operaciones Unitarias Biologic As - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/tratamiento-de-suelo-con-operaciones-unitarias-biologic-as 29/31

 

Extracción de vapores   In situ Media BajoCOV, algunosderivados del

petróleo 

Inyección de aire   In situ Media Bajo COV

Aireación   Ex situ Lenta Bajo COV

Bombeo de agua   In situ Rápida BajoCompuestos

solubles

Enjuague de suelos   In situ Media Medio

Fenoles,metales, aceites,

contaminantessolubles,

compuestosorgánicos 

Lavado de suelos   Ex situ Rápida Medio

Metales, derivados del

petróleo, COV, plaguicidas 

Tratamiento electrocinético   In situ Media AltoMetales, 

compuestosorgánicos 

Tratamientos químicos   In situ Rápida Medio PCB, otroscontaminantesorgánicos 

Barreras reactivas   In situ Lenta Medio

Metales, halocarbones, hidrocarburosderivados delpetróleo, otros

compuestosorgánicos 

Bioestimulación in situ   In situ Lenta Bajo

Hidrocarburos, derivados del

petróleo, pesticidas, 

disolventes,conservantes dela madera, otras

sustanciasquímicasorgánicas. 

Bioventing   In situ Media Bajo Hidrocarburos

5/10/2018 Tratamiento de Suelo Con Operaciones Unitarias Biologic As - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/tratamiento-de-suelo-con-operaciones-unitarias-biologic-as 30/31

 

derivados delpetróleo, 

disolventes noclorados,algunos

pesticidas, conservantes dela madera, otros

compuestosorgánicos 

Bioslurping   In situ Media BajoHidrocarburosderivados del

petróleo  

Landfarmig   Ex situ Media BajoLodos de

refinería

Biopilas   Ex situ Media BajoCOV, 

hidrocarburos, pesticidas 

Compostaje Ex situ Media Bajo

Explosivos,HAP, 

compuestosorgánicos 

biodegradables

Biodegradación off site   Ex situ Media AltoResiduos de

artillería, COV, PCB, pesticidas 

Fitorremediación in situ   In situ Lenta Bajo

Metales, pesticidas, 

disolventes,explosivos,

hidrocarburosdel petróleo, 

HAP 

Incineración   Ex situ Rápida AltoTodo tipo decompuestosorgánicos 

Desorción térmica   Ex situ Rápida Medio

Compuestosorgánicos 

procedentes deresiduos derefinería,

residuos de

alquitrán,residuos de la

5/10/2018 Tratamiento de Suelo Con Operaciones Unitarias Biologic As - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/tratamiento-de-suelo-con-operaciones-unitarias-biologic-as 31/31

 

industria de lamadera, sueloscontaminadospor creosota,

hidrocarburos, pesticidas, 

desechos depinturas

 

NOTA EN ESTE CUADRO ELIMINA TODAS LAS OPERACIONES UNITARIAS QUE NO SEAN

BIOLOGICAS DEBEN QUEDAR SOLO LAS QUE ARRIBA SE DESCRIBEN.

Cómo prevenir la contaminación del suelo

La prevención, en primer lugar, debe de practicarse en origen, minimizando laproducción de residuos a través de cambios practicados en los productos y procesos

industriales. Otro paso a seguir es tomar medidas de aislamiento y control, a lo largo delos procesos productivos de todas las actividades industriales sospechosas de poderalterar las propiedades del suelo, así como en el almacenamiento y transporte deresiduos que puedan contaminar el mismo.

Para prevenir la degradación química es preciso conocer las características del suelo, yaque cada suelo tiene una capacidad amortiguadora de la contaminación, y prever comova a responder el suelo frente a procesos como los siguientes:

- Ácido-base, en este caso la respuesta dependerá del grado de saturación y de su

capacidad de intercambio catiónico. Si la adición de ácido es grande, la capacidad deneutralización del suelo dependerá del contenido en minerales que tenga

- Precipitación-disolución, dependerá de su capacidad de reacción con los compuestospara precipitar como fosfatos, arseniatos y seleniatos; si son metales, precipitarán comosulfuros.

- Concentración-desconcentración, dependerá de las propiedades del suelo, si contienecaliza activa se verá favorecida la adsorción.

- Complejación, dependerá de la capacidad de los metales presentes en el suelo para

formar complejos.