Sesión 13 2 - Biorremediacion de la Contaminacion por Plaguicidas

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Biorremediación de la 
contaminación por plaguicidas
Curso: Bioquímica y Toxicología
BIORREMEDIACIÓN
Bioremediación
es una tecnología emergente que 
utiliza organismos vivos (plantas, 
algas, hongos y bacterias
Para absorber, degradar o transformar 
los contaminantes y retirarlos.
Inactivarlos o atenuar su efecto en 
suelo, agua y aire.
Puede ser empleada para atacar 
contaminantes específicos del suelo
En el caso de que la contaminación 
esté en lugares inaccesibles se puede 
realizar sin necesidad de cavar.
Puede ser supervisado usando 
métodos como la medición del 
potencial redox en el suelo o el agua, 
medición del pH, temperatura.
PLAGUICIDAS
Sustancia química de origen
natural o sintético u organismo
vivo, sustancias o sub productos,
que se utilizan solas , combinadas
o en mezclas para la protección
(combatir, destruir, repeler o mitigar
: Virus, bacterias, hongos,
nematodos, ácaros, moluscos,
insectos, plantas no deseadas,
roedores, entre otros) de los
cultivos y productos agrícolas
Definición:
Según grupo químico del principio
activo:
Compuestos organofosforados,
compuestos carbamatos, compuestos
organoclorados, piretroides, derivados
del bipiridilo, entre otros.
Según el tipo de organismo que se
desea controlar:
Insecticidas, acaricidas, fungicidas,
herbicidas, nematicidas,
molusquicidas, rodenticidas, avicidas.
Clasificación de plaguicidas :
Según su persistencia al medio
ambiente: Persistentes, poco
persistentes, no persistentes.
Según su toxicidad aguda (O.M.S.):
Esta se basa principalmente en la
toxicidad por vía oral en ratas y ratones.
Usualmente la dosis se registra como el
valor DL50 (Dosis Letal Media).
Los efectos de la intoxicación aguda por plaguicidas sobre el organismo 
humano incluyen:
Afecciones generales en la salud :
Efectos a corto plazo en el 
ambiente :
En el ambiente cercano el lugar
donde se aplican causan la
contaminación inmediata del
ambiente abiótico (suelos, aguas
superficiales y subterráneas y
aire) y sobre el ambiente biótico
(muerte de organismos a los que
no se deseaba afectar, como los
insectos que son enemigos
naturales de las plagas).
Efectos nocivos de los plaguicidas sobre el ambiente :
Efectos a largo plazo en el 
ambiente:
Cuando los plaguicidas son
persistentes, con cada aplicación,
además del daño inmediato, se
agregan al ambiente nuevos
contaminantes que requerirán años
para degradarse.
PROCESOS DE 
BIORREMEDIACIÓN
A.BIOVENTING
• El bioventing es una tecnología in situ de descontaminación a medio y largo
plazo que ha sido satisfactoriamente utilizada en el tratamiento de suelos
contaminados con hidrocarburos derivados del petróleo, disolventes no
clorados, algunos pesticidas, conservantes de la madera y otros
compuestos orgánicos.
• A pesar de no ser una técnica aplicable a la eliminación de compuestos
inorgánicos, esta técnica de biorremediación puede ser usada para cambiar
la valencia de algunos de esos compuestos para que puedan ser
adsorbidos en el suelo o bioacumulados en micro y macroorganismos.
• El oxígeno es introducido por medio de pozos de inyección en zonas no
saturadas y contaminadas para promover la actividad aeróbica de los
microorganismos existentes en el suelo. A diferencia del venting, el
bioventing utiliza caudales de aire reducidos para aportar solo el oxígeno
requerido para mantener la actividad microbiana.
• Los pozos verticales de inyección van unidos a un elevador de presión
mediante una red de PVC para inducir el lento movimiento del aire. La
disponibilidad de oxígeno y nutrientes es el factor limitante de la actividad
biológica, por lo que en algunos casos se complementa la adición de
oxígeno con la aportación externa de nutrientes a través de puntos de
inyección.
B. DESORCIÓN TÉRMICA
• Es un tratamiento ex-situ que consiste en calentar el suelo a temperaturas
intermedias (90ºC - 540ºC) para evaporar compuestos orgánicos volátiles y
semivolátiles, otros contaminantes orgánicos, como bifenilos policlorados,
hidrocarburos poliaromáticos y plaguicidas. La desorción térmica es
diferente de la incineración. La desorción térmica usa el calor para separar
físicamente los contaminantes de la tierra, que después se someten a un
tratamiento posterior. La incineración usa el calor para destruir los
contaminantes.
• Los gases contaminados que se generan se separan del aire limpio utilizando un
equipo de recolección de gases. Los gases se convierten nuevamente en líquidos y/o
materiales sólidos. Esos líquidos o sólidos contaminados son eliminados de manera
segura. El polvo y las sustancias químicas dañinas se separan de los gases y se
eliminan con seguridad y el suelo limpio se regresa su lugar de origen, siendo
previamente rociado de agua para controlar el polvo.
• El tratamiento preliminar de materiales contaminados consiste en pasarlos
por una criba para entresacar terrones grandes y materia extraña. Si el
material contaminado está muy húmedo o tiene una concentración elevada
de contaminantes, tal vez sea necesario mezclarlo con arena o secarlo
para que se convierta en una masa más uniforme que pueda tratarse con el
equipo de desorción.
• Los efluentes gaseosos del dispositivo de desorción generalmente son
sometidos a un tratamiento para retirar las partículas que queden en la
corriente de gas después del procedimiento de desorción. Los
contaminantes vaporizados de los efluentes gaseosos se pueden quemar
en un quemador auxiliar, recoger con carbón activado o recuperar en un
condensador. Según los contaminantes y su concentración, se puede usar
cualquiera de estos métodos o todos ellos. Los métodos de eliminación
deben ceñirse a las normas federales, estatales y locales.
C. BIOESTIMULACIÓN IN SITU
La bioestimulación acelerara el proceso de
biodegradación natural proporcionando
nutrientes y/o nuevos microorganismos a una
zona contaminada con compuestos
orgánicos para proceder a su transformación
en compuestos inofensivos.
La técnica consiste en perforar pozos por los
que, por unos se introducen los nutrientes o
los microorganismos en disolución acuosa en
a la zona saturada, y por otros se extrae
agua que se depura puede ser reintroducida
en el acuífero.
Se puede dar de dos formas:
➢ Bioestimulación aeróbica
➢ Bioestimulación anaeróbica
➢ Bioestimulación aeróbica
En presencia de oxígeno suficiente
(condiciones aerobias) y otros nutrientes
elementales, los microorganismos
degradaron los contaminantes orgánicos
hasta convertirlos finalmente en dióxido
de carbono, agua y nueva biomasa
celular.
En la Bioestimulación es común la
inyección del agua junto con los
nutrientes y oxígeno disuelto, que
favorezca el proceso. En algunas
ocasiones y para microorganismos
concretos se puede añadir peróxido de
hidrógeno disuelto, que dará lugar al
oxígeno para que éste actúe como
aceptor final de electrones.
➢ Bioestimulación anaerobia :
En ausencia de oxígeno (condiciones
anaerobias), los contaminantes orgánicos son
metabolizados hasta metano y cantidades
limitadas de dióxido de carbono e hidrógeno
molecular. Bajo condiciones sulfato-reductoras,
el sulfato es transformado a ion sulfuro o
azufre elemental; y bajo condiciones nitrato-
reductoras se genera como producto final
nitrógeno molecular.
A menudo, los contaminantes son degradados
a compuestos intermedios y es necesario
realizar un proceso aeróbico
DDT en este proceso anaeróbico genera
intermediarios tóxico como cloruro de vinilo
.Se puede ser degradado si se crean
condiciones aerobias.
D. BIOPILAS
Las biopilas constituyen una tecnología de biorremediación ex situ en la cual el
suelo contaminado con hidrocarburos es extraído y dispuesto en un área de
tratamiento o piscina previamente excavada para su descontaminación con
microorganismos. Asimismo, se utilizan cuando la sustancia contaminante es
demasiado volátil como para ser tratada con la técnica de landfarming, ya que
las emisiones gaseosas seríandemasiado altas.
E. BIODEGRADACIÓN EX SITU
Esta técnica implica la excavación del suelo y su transporte a instalaciones
específicas donde va a ser tratado en biorreactores.
En primer lugar el suelo es sometido a un proceso físico en el que se separan
escombros y otros elementos gruesos. A continuación se mezcla con agua
para llevar el contaminante a una concentración predeterminada.
El suelo se introduce en el biorreactor, que normalmente consiste en un
fermentador cilíndrico horizontal que gira sobre su eje favoreciendo la mezcla
de la masa contaminada. Se introducen nutrientes, oxígeno y microorganismos
en caso de que fuera necesario. También se suelen añadir materiales inertes
de elevada superficie específica, sobre los que los microorganismos se
desarrollan con mayor facilidad. En caso de que fuera necesario ajustar el pH
se adicionará un ácido o una base.
Cuando la biodegradación se ha completado, la mezcla de suelo puede ser
devuelta a su lugar de origen, previo secado.
✓ CASO APLICATIVO
«BIORREMEDIACIÓN DE SUELO CONTAMINADO CON EL PESTICIDA
BIORREMEDIACIÓN DE SUELO CONTAMINADO CON EL PESTICIDA (DDT)
MEDIANTE DE PROCESOS DE BIOESTIMULACIÓN Y ADICIÓN DE
SURFACTANTE»
En este estudio se evaluó la biorremediación de un suelo con amplio historial de
contaminación con DDT mediante estrategias de bioestímulo y adición de surfactante.
La concentración de DDT se redujo en 79% mediante el tratamiento de adición de
surfactante y con el tratamiento por bioestímulo la concentración de DDT se redujo en
94.3%, siendo más efectivo el tratamiento por bioestímulo utilizando Cupriavidus sp y
Phenylobacterium sp, bacterias degradadoras de pesticidas y compuestos
organoclorados
« DETERMINACIÓN DE PLAGUICIDAS EN LA CUENCA DE 
SALTO GRANDE-ARGENTINA»
Salto Grande, presenta un importante desarrollo agrícola, donde se utilizan
numerosos tipos de plaguicidas que se acumulan en el suelo y contaminan cursos
de agua. La evaluación de la remoción de estos plaguicidas mediante procesos de
coagulación-floculación, se utilizo sulfato de aluminio que permite mayor remoción
de los plaguicidas .Luego , se realizó un proceso de adsorción con carbón activado y
quitosano(polisacárido) porque maximiza el porcentaje de remoción para la mayoría
de los analitos(iones).