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TIPOS DE REMEDIACIÓN AMBIENTALTRANSCRIPT
TECNOLOGIAS Y METODOS QUIMICOS DE REMEDIACIÓN. BIOMARCADORES .METODOS BIOLOGICOS: BIORREACTORES Y BIOFILTROS
NOMBRE DOCENTE: NOMBRE ESTUDIANTES:
ANA MARIA ARDILA GINA MENJURA
PAULA SERRANO
NATHALIA MEJIIA
KAREN FLOREZ
MARLON OLARTE
BIOQUIMICA2015
TECNOLOGIAS Y METODOS QUIMICOS DE REMEDIACIÓN. BIOMARCADORES .METODOS BIOLOGICOS: BIORREACTORES Y BIOFILTROS
TECNOLOGIAS DE REMEDIACIÓN
Tecnologías de remediación
El término “tecnología de tratamiento” implica cualquier operación unitaria o serie de operaciones unitarias que altera la composición de una sustancia peligrosa o contaminante a través de acciones químicas, físicas o biológicas de manera que reduzcan la toxicidad, movilidad o volumen del material contaminado (EPA, 2001).
La tecnología de remediación en particular depende, • factores específicos del sitio y de las propiedades
fisicoquímicas del contaminante.• su disponibilidad.• la fiabilidad demostrada o proyectada, de su estado de
desarrollo (laboratorio, escala piloto o gran escala).• costo.
Clasificación de tecnologías de remediación
Las tecnologías de remediación pueden clasificarse de diferentes maneras, en base a los siguientes principios:
1. estrategia de remediación.
2. lugar en que se realiza el proceso de remediación.
3. tipo de tratamiento.
cada una de estas clasificaciones proporciona diferente información acerca de las tecnologías de remediación.
1.Estrategia de remediación.
Son tres estrategias básicas que pueden usarse separadas o en conjunto, para remediar la mayoría de los sitios contaminados:• Destrucción o modificación de los contaminantes. Este tipo de
tecnologías busca alterar la estructura química del contaminante• Extracción o separación. Los contaminantes se extraen y/o
separan del medio contaminado, aprovechando sus propiedades físicas o químicas (volatilización, solubilidad, carga eléctrica).
• Aislamiento o inmovilización del contaminante. Los contaminantes son estabilizados, solidificados o contenidos con el uso de métodos físicos o químicos
2.Lugar de realización del proceso de remediación
• In situ. Son las aplicaciones en las que el suelo contaminado es tratado, o bien, los contaminantes son removidos del suelo contaminado, sin necesidad de excavar el sitio. Es decir, se realizan en el mismo sito en donde se encuentra la contaminación.
• Ex situ. La realización de este tipo de tecnologías, requiere de excavación, dragado o cualquier otro proceso para remover el suelo contaminado antes de su tratamiento que puede realizarse en el mismo sitio (on site) o fuera de él (off site).
3.Tipo de tratamiento
Esta clasificación se basa en el principio de la tecnología de remediación y se divide en tres tipos de tratamiento:• Tratamientos biológicos (biorremediación). Utilizan las actividades
metabólicas de ciertos organismos (plantas, hongos, bacterias) para degradar (destrucción),transformar o remover los contaminantes a productos metabólicos inocuos.
• Tratamientos fisicoquímicos. Este tipo de tratamientos, utiliza las propiedades físicas y/o químicas de los contaminantes o del medio contaminado para destruir, separar o contener la contaminación.
• Tratamientos térmicos. Utilizan calor para incrementar la volatilización(separación), quemar, descomponer o fundir (inmovilización) los contaminantes en un suelo.
Tecnologías tradicionales
• Son tecnologías utilizadas comúnmente a gran escala, cuya efectividad ha sido probada. La información disponible acerca de costos y eficiencia es de fácil acceso. Entre las tres tecnologías tradicionales usadas con mayor frecuencia, se encuentran: la incineración in situ y ex situ, la solidificación/estabilización, la extracción de vapores y la desorción térmica.
Tecnologías innovadoras
• Tecnologías innovadoras. Son tecnologías propuestas más recientemente, que pueden encontrarse en diferentes etapas de desarrollo (investigación, escala piloto o gran escala). Su limitado número de aplicaciones genera la falta de datos acercad e sus costos y eficiencias. En general, una tecnología de tratamiento se
considera novedosa si su aplicación a gran escala ha sido limitada.
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METODOS QUIMICOS DE REMEDIACIÓN
¿QUE SON?• Los tratamientos fisicoquímicos aprovechan las
propiedades físicas y/o químicas de los contaminantes o del medio contaminado para destruir, separar o contener la contaminación.
• Este tipo de tecnologías generalmente son efectivas en cuanto a costos y pueden concluirse en periodos cortos, en comparación con las tecnologías de biorremediación.
Métodos químicos de remediación aplicados en el agua
OXIDACIÓN QUÍMICA Entre las técnicas de oxidación directa de los contaminantes orgánicos están la ozonación directa, la cloración y el permanganato potásico. El tratamiento se suele hacer in situ en fase líquida (zona saturada, o partes inundadas de la zona vadosa). Como los oxidantes no son selectivos reaccionan con toda la materia orgánica presente. Ocurre que los terrenos y las aguas subterráneas de alto COT poseen una elevada demanda de oxidante, aunque la real del contaminante sea baja. La heterogeneidad del terreno también afecta la eficacia de cualquier estrategia de oxidación in situ.
Son una metodología in situ para la remediación de agua contaminada.•Estas barreras no son barreras físicas para el flujo. Son barreras con material capaz de reaccionar con los contaminantes del agua subterránea. •Para aumentar la eficiencia de la pared reactiva, esta puede ser construida de tal modo que el agua subterránea converja con el medio reactivo. El arreglo resultante es llamado traza de convergencia.Principios activos:Hierro granuladoCarbón activoCaliza
Barreras Reactivas Permeables
Métodos químicos aplicados al suelo
Remediación electrocinética (RE)
La remediación electrocinética es una tecnología en desarrollo que aprovecha las propiedades conductivas del suelo, cuyo objetivo es separar y extraer contaminantes orgánicos e inorgánicos (metales) de suelos, lodos y sedimentos, con el uso de un campo eléctrico que permite remover las especies cargadas (iones). Implica la aplicación de una corriente directa de baja intensidad entre un electrodo positivo y uno negativo.
• Lavado de suelos. Los contaminantes sorbidos en las partículas finas
del suelo son removidos con el uso de soluciones acuosas en un suelo excavado. De esta manera se reduce el volumen del material contaminado, ya que las partículas finas son extraídas del resto del suelo.
• Extracción por solventes. Este tipo de procesos, utiliza solventes orgánicos
para disolver los contaminantes y así removerlos del suelo
Tratamiento Químico(oxido-reducción)
Típicamente involucra reacciones de oxidación-reducción (redox) que convierten químicamente compuestos tóxicos o peligrosos a compuestos menos tóxicos o no peligrosos, que son más estables, menos móviles o inertes. Los agentes oxidantes más usados para tratar contaminantes peligrosos en el suelo, son el ozono, peróxido de hidrógeno, hipocloritos, cloro, dióxido de cloro y el reactivo de Fenton (peróxido de hidrógeno y hierro). Este método puede aplicarse in situ o ex situ en suelos, lodos, sedimentos y otros sólidos.
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METODOS BIOLOGICOS
BIORREMEDIACIÓN
• El término biorremediación se utiliza para describir una variedad de sistemas que utilizan organismos
vivos para degradar, transformar o remover compuestos orgánicos tóxicos a productos
metabólicos inocuos o menos tóxicos.
Esta estrategia biológica depende de
las actividades catabólicas de los organismos, y por consiguiente de su
capacidad para utilizar los contaminantes como fuente de
alimento y energía
IN SITU:• Son las aplicaciones en las que el suelo contaminado es
tratado, o bien, los contaminantes son removidos del suelo contaminado, sin necesidad de excavar el sitio. Es decir, se realizan en el mismo sitio en donde se encuentra la contaminación.
EX SITU:• La realización de este tipo de tecnología, requiere
excavación o cualquier otro proceso para remover el suelo contaminado antes de su tratamiento que puede realizarse en el mismo sitio o fuera de él.
BIORREACTOR
• Un biorreactor es un recipiente o sistema que mantiene un ambiente biológicamente activo. Busca mantener ciertas condiciones ambientales propicias (pH, temperatura, concentración de oxígeno, etcétera) al organismo que se cultiva.
BIOFILTRACION • La biofiltración se define como todo proceso biológico
utilizado para el control o tratamiento de compuestos volátiles orgánicos e inorgánicos presentes en la fase gaseosa. En la biofiltración, los microorganismos son los responsables de la degradación biológica de los contaminantes volátiles
contenidos en corrientes de aire residual.
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BIOMARCADORES
¿Qué son los biomarcadores?
La presencia de un xenobiótico en un fluido biológico y/o las alteraciones inducidas por el mismo sobre los componentes celulares o bioquímicos o sobre procesos, estructuras o funciones en un organismo vivo, que son cuantificables en un sistema biológico o muestra.
ENTOX/TIWET (The Faculty of the Department of Environmental Toxicology and The Institute of Wildlife and Environmental Toxicology-Clemson University) (1996). Aquatic and Terrestrial Ecotoxicology. In: Klaassen CD (ed). Casarett and Doull’s Toxicology. McGraw-Hill, USA, pp. 883-905
CLASIFICACIÓN
Biomarcadores de exposición
Puede ser un compuesto exógeno (o un metabolito) dentro del organismo que refleja la exposición de éste a un xenobiótico.Ej.la
concentración de bifenilos policlorados (PCBs) en sangre refleja la cifra acumulada en los principales órganos de depósito tejido graso
SELECTIVOS
medida directa del tóxico o sus metabolitos en fluidos biológicos (p. ej. plomo en sangre
NO SELECTIVOS
constituyen un grupo de indicadores inespecíficos de exposición (p.ej. tioéteres en orina como indicadores de exposición a sustancias electrófilas y, por tanto, reflejo
de la absorción de sustancias mutagénicas y cancerígenas)
Biomarcadores de susceptibilidad
Sirven como indicadores de sensibilidad individual al efecto de un xenobiótico o grupo de compuestos tóxicos Se deben generalmente a
factores genéticos, reconocibles por estudios de ADN y sus fragmentos de restricción (RFLPs), clonado de genes e investigación de polimorfismos de
actividades enzimáticas
marcadores de polimorfismos de sistemas activadores
permiten la medida de actividad de los enzimas del citocromo P-450. Las
hemoproteínas conocidas como citocromos P450 (CYP) están implicadas en la toxicidad
de numerosos xenobióticos.
marcadores de polimorfismos de sistemas detoxificadores
son medidas de actividad de enzimas tales como la glutatión-S-transferasa, la
acetiltransferasa, la sulfotransferasa, la glucuroniltransferasa o la paraoxonasa. Por el momento, la predisposición al cáncer ha
sido correlacionada con polimorfismos genéticos de las N
Biomarcadores de respuesta (o efecto)
indicativo de cambios bioquímicos en un organismo como resultado de la exposición a xenobióticos.Incluyen modificaciones en
la composición celular sanguínea, alteraciones en actividades enzimáticas, etc.
Hernández G, Fernado.(n.d).”El papel de los biomarcadores en toxicología humana”.Disponible en: http://www.ugr.es/~fgil/biomarcadoresrevtoxicol.pdf.
¿Para que se utilizan?
Detectar la presencia de una exposición
Determinar las consecuencias biológicas de la exposición
Detectar los estados iniciales e intermedios de un proceso patológico
Identificar a los individuos sensibles de una población
Fundamentar la decisión de intervenir, tanto a nivel individual como ambiental
Permiten tratamientos más efectivos
NOTA:Los biomarcadores más útiles son los que se pueden obtener menos invasivamente, por eso es que se prefieren los que se encuentran en sangre.Cabré. Robert.(mayo 18 del 2012). ”¿Que son y qué función tienen los biomarcadores en el organismo?”.Disponible
en: http://robertcabre.com/2012/05/18/que-son-y-que-funcion-tienen-los-biomarcadores-en-el-organismo/
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APLICACIONES AMBIENTALES
• Remoción o destrucción de contaminantes por: organismos vivos o sus enzimas producidas
BIO-REMEDIACION
esHONGO
BACTERIAS
PLANTA
ALGAS
como
BIOAUMENTACION EN H2O RESIDUALES
• EXTRACTORAS DE ACEITE:
En los cultivos de palma de aceite la problemática esta en la alta contaminación del agua por grasas y MO, para reducir esta contaminación se pasa por lagunas de oxidación (30-90 días)
Se genera una capa de grasa en la superficie, empieza el proceso de descomposición anaeróbica que genera malos olores.
Finalmente los microorganismos utilizan el contaminante para obtener grandes cantidades de biomasa.
https://www.youtube.com/watch?v=c1CMbKdSW_g
1. RECUPERACION DE MERCURIO EN EFLUENTES LIQUIDOS CON
BROMELIACEAS-TILANDSIAMETODO ARTESANAL:Los túneles están sostenidos con madera y están mal diseñados, no tienen iluminación eléctrica, muy pocos tienen ventilación. El material estéril es arrojado desde la bocamina por las pendientes afectando los ríos y quebradas, en muchos casos utilizan pólvora para realizar las voladuras poniendo en riesgo al personal. En ocasiones se usa excavadoras para realizar los túneles ocasionando daños al ecosistema.
Daños ocasionados: talan bosques, la maquinaria retira la capa vegetal, los residuos son descargados en los ríos
PRODUCCION MAS LIMPIA (PLM):
a. TRITURACION Y MOLIENDA: luego de extraer el material de la montaña se usas trituradoras de mandíbula, luego es depositado en unos barriles para prevenir la pérdida de mercurio durante el proceso de amalgamación.b. CONCENTRACIÓN GRAVIMÉTRICA: separa los minerales pesados.c. USO DEL HIDROSEPARADOR: recupera una parte de la amalgama generada en la gravimetría.d. MESAS CONCENTRADAS: descarga y separación de productos.e. PLANCHAS AMALGAMADORAS: separa oro y mercurio.f. USO DE CANALETAS: el agua separa los materiales pesados hacia afuera.g. En forma de columna de vidrio se adiciona carbón activado, algas y bromeliáceas, se pasa la solución en contracorriente por medio de una bomba. La principal variable del proceso es la altura de la columna.
Consiste en la recuperación de mercurio por medio de estas algas, cuya principal ventaja es que no requiere de cuidados especiales para la conservación de las algas, ya que estas también cumplen su labor incluso muertas, la desventaja del método es su baja eficiencia, por lo que debe ser utilizado en combinación con otros métodos.
2. Recuperación de mercurio en efluentes líquidos con
Sargassumsp
CONCLUSIONES• Para concluir, se puede considerar el uso de una tecnología de
remediación para un sitio especifico, contando con información del sitio (repeticiones presentadas del desastre en años, meses,dias,semanas anteriores) y su caracterización(condiciones ambientales en el momento del desastre y durante el proceso de descontaminacion debido a los comportamientos fisicoquimicos cambiantes ), así como la del contaminante a tratar. Posteriormente , la tecnología puede elegirse con base en sus costos y a la disponibilidad de materiales y equipo para realizar el tratamiento.
• Los métodos biológicos pueden ser utilizados cuando se tiene suficiente tiempo para su aplicación y cuyo objetivo es que no haya generación de mas desechos, lo cual obliga a tratar su disposición.
• las tecnologias de remediación fisicoquimicas pueden utilizarse para tratar sitios con caracteristicas geologicas complicadas ,sus costros no son elevados y los tiempos de limpieza son de corto a mediano plazo.
• Las tecnologias termicas existe la posibilidad de disminuir los tiempos de limpieza pero representa gran costo acomparación de los demas porque se necesra excavar el sitio contaminado.
• En cuanto a las tecnologias ambientalmente amigables y con costo no tan elevado se pueden considerar las de biorremediacion, las cuales apesar de que se ha limitado para el tratamiento de compuestos organicos biodegradables algunas pueden separar(fitorremediación o dirnminuir la toxicidad(biodegradación) de algunos compuestos inorganicos no biodegradables.
• En consecuencia se puede tener en cuenta una vision general del tema tratado la cual da a conocer que cuando un sitio se encuentra contaminado con mas de un tipo de contaminante, es necesario utilizar una combinacion de varias tecnologias de remediación que es lo que se conoce como tren de tratamiento.
https://www.youtube.com/watch?v=m1rnIP38jjs
BIORREACTOR
BIOFILTRO CACERO https://www.youtube.com/watch?v=xlrthP9PfN8
BIOMARCADORES MOLECULARES EN ESTUDIOS AMBIENTALEShttps://www.youtube.com/watch?v=U6QgXYAWgjY
Biorremediación en fase sólida (composteo)https://www.youtube.com/watch?v=rA2FbRrBQJ0
BIOESTIMULACIONhttps://www.youtube.com/watch?v=pqfrrwmWbIA
FITOREMEDIACION ACUATICAhttps://www.youtube.com/watch?v=MCV4yL0ac_A
BIOREMEDIACIONhttps://www.youtube.com/watch?v=WgoYG9R-fCQ
BIOLABRANZA