El menú de biorremediación
A los seres humanos les gustan las opciones: si necesita pruebas, simplemente camine por el pasillo de cereales de una tienda de comestibles. Incluso cuando se trata de biorremediación, simplemente no podemos evitar idear diferentes formas de modificar, impulsar y hacer avanzar la tecnología. La biorremediación en su forma más básica es el uso de organismos vivos para limpiar los contaminantes ambientales.
Se han utilizado con éxito bacterias, hongos y plantas para diferentes tipos de biorremediación. Cuando usamos hongos para la biorremediación, lo llamamos mycoremediation . Cuando usamos plantas, lo llamamos fitorremediación . De lo contrario, si no especificamos, se trata principalmente de bacterias, posiblemente con el apoyo de hongos y plantas. Sin descartar los hongos y las plantas, pero las bacterias hacen gran parte del trabajo pesado cuando se trata de la biorremediación, por lo que muchos de los métodos y la tecnología se han desarrollado pensando en ellos.
Ubicación, ubicación, ubicación
Cuando se trata de biorremediación, la ubicación puede marcar la diferencia. Si es posible, es más rentable y no invasivo dejar el suelo y el agua contaminados en su lugar mientras ocurre la biorremediación. A esto se le llama biorremediación in situ . Pero, en algunos casos, cuando el contaminante es especialmente tóxico o el potencial de exposición es demasiado grande, el suelo o el agua contaminados deben eliminarse del medio ambiente y tratarse fuera del sitio, aún usando biorremediación, simplemente cambiando el lugar donde está sucediendo. Este método se llama biorremediación ex situ . Dentro de las dos categorías de in-situ y ex-situ tenemos opciones adicionales.
Métodos in situ
Si dejamos todo en paz y dejamos que la naturaleza siga su curso, por así decirlo, a eso lo llamamos atenuación natural . Pero a veces las cosas necesitan un impulso y hay tres formas principales en las que podemos intervenir.
Si los organismos de los que dependemos para la biorremediación necesitan algún nutriente cuya ausencia limita su crecimiento, esto puede ralentizar significativamente la biorremediación. Este escenario es como un humano con una deficiencia de vitaminas: no son tan robustos, tienen dificultades para obtener la nutrición y la energía adecuadas y su crecimiento se ve afectado: lo mismo ocurre con bacterias, hongos y plantas. Entonces, si sabemos qué nutrientes carecen de nuestros biorremediadores, podemos agregarlos al medio ambiente para impulsar su crecimiento y la rapidez con que metabolizan el contaminante. Este proceso de acelerar la biorremediación mediante el suministro de nutrientes clave se llama bioestimulación .
¿Sabías que muchas bacterias y hongos respiran como nosotros? No, no con los pulmones, por supuesto, pero usan mecanismos similares a nivel celular, por lo que tienen una necesidad similar de oxígeno. En algunos entornos, por ejemplo en suelos anegados, el oxígeno puede ser limitante. Bioventing es simplemente agregar algo de aire a los suelos para apoyar la biorremediación. Un suministro suficiente de oxígeno asegura una tasa de crecimiento óptima y una tasa de crecimiento óptima asegura una rápida descomposición de los contaminantes ambientales.
La idea de la biorremediación in situ es dejar todo en su lugar. Todo esto está bien, a menos que, por supuesto, no haya organismos presentes que puedan descomponer el contaminante, o tal vez simplemente no sean lo suficientemente rápidos. En ese caso, si conocemos un organismo que pueda remediar rápidamente el contaminante, podemos agregar el organismo al medio ambiente para apoyar la biorremediación. Dado que estamos aumentando (agregando o mejorando) el medio ambiente con un organismo biológico, lo llamamos bioaumentación .
Métodos ex situ
En el caso de que el suelo o el agua contaminados se eliminen del medio ambiente para la biorremediación ex situ, realmente no hay razón para no continuar gestionando o influyendo en el proceso. Eso significa que algunos de los métodos de los que ya hablamos para la biorremediación in situ (como bioestimulación, bioventilación y bioaumentación) todavía están sobre la mesa, pero como estamos gestionando todo el proceso en este punto, no siempre lo señalamos. .
Los métodos ex situ más comunes permiten a los humanos intervenir realmente, al estilo de un chef, y hacer que las cosas se cocinen. Cuando se trata de suelos contaminados, una de las mayores preocupaciones ambientales es que la lluvia moverá los contaminantes a través del suelo, esparciéndolo y llevándolo a las vías fluviales. Cuando el suelo contaminado se trata ex-situ, generalmente se coloca en pozos revestidos o áreas secuestradas de las vías fluviales naturales y suelos no perturbados. En algunos casos, el suelo contaminado puede esparcirse y mezclarse, un proceso llamado landfarming . En otros casos, puede simplemente apilarse sin ceremonias, lo que se denomina bioapilamiento , mientras se lleva a cabo la biorremediación. De cualquier manera, podemos agregar nutrientes, agua u oxígeno según sea necesario para apoyar la remediación por bacterias, hongos o plantas.
Espera, dije estilo chef, ¿verdad? No hay nada muy parecido a un chef en tirar tierra en pilas. Pero, cuando usamos biorreactores, las cosas realmente pueden ser prácticas. Los biorreactores son recipientes grandes donde el suelo o el agua contaminados se pueden mezclar en una suspensión que contiene los nutrientes adecuados, el oxígeno óptimo, una temperatura que estimula el metabolismo y un pH agradable (al menos para bacterias u hongos). Básicamente, los biorreactores nos permiten preparar la receta (o las condiciones) perfectas para la biorremediación. Por lo tanto, si bien los biorreactores requieren dinero extra y más esfuerzo de nuestra parte, la biorreacción en los biorreactores a veces puede ser increíblemente rápida en comparación con la atenuación natural al final.
Resumen de la lección
Espero que esta lección le haya dado una idea de cómo un proceso básico como la biorremediación se puede mejorar y optimizar para diferentes necesidades. En su forma más básica, la biorremediación se basa en bacterias, hongos y plantas para metabolizar o inmovilizar nuestros contaminantes ambientales. Desde allí, podemos hacer la biorremediación allí mismo en el medio ambiente ( biorremediación in situ ) o mover cosas fuera del sitio ( biorremediación ex situ ).
Si dejamos las cosas en paz para la biorremediación, lo llamamos atenuación natural . De lo contrario, algunos métodos in situ incluyen bioestimulación (adición de nutrientes), bioventilación (suministro de oxígeno) y bioaumentación (adición de organismos auxiliares). Los métodos ex situ incluyen la agricultura terrestre y el bioapilado , que implican mover el suelo contaminado a áreas secuestradas donde se puede esparcir o apilar para la biorremediación, y biorreactores donde la biorremediación tiene lugar en grandes recipientes en condiciones controladas.
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