Biorremediación
Biorremediación se llama a cualquier proceso biotecnológico que utiliza microorganismos, hongos, plantas o las enzimas derivadas de ellos para recuperar un medio ambiente alterado por contaminantes a su condición natural.
Además, a través del uso de sistemas biológicos, no se logra una remoción completa del contaminante sino que siempre hay una fracción recalcitrante que no es degradada en el proceso.
En general, los factores más incidentes sobre los cuales suele indagar la bioestimulación, involucran la disponibilidad de macronutrientes (nitrógeno y fósforo), por lo cual generalmente se vincula a la bioestimulación con la fertilización o el agregado de estos macroelementos al suelo.
Suele aplicarse cuando la velocidad de degradación del contaminante en la matriz sin inocular no es suficiente para que se remueva en tiempos convenientes.
[16][17] Es el caso, por ejemplo, de algunos miembros del género Rhodococcus, que producen biosurfactantes que permanecen adheridos a la membrana o a la pared celular, favoreciendo la degradación de compuestos orgánicos.
Debido a que los procesos biológicos son en última instancia impulsados por el sol, la fitorremediación es en promedio diez veces más barata que los métodos basados en ingeniería (como la excavación del suelo).
La fitorremediación también goza de popularidad entre el público en general como una alternativa "ecológica" a las plantas químicas y las excavadoras.
La fitorremediación también está limitada por la profundidad de la raíz, porque las plantas tienen que poder alcanzar el contaminante.
Este proceso reduce la movilidad de los contaminantes y evita su migración a las aguas subterráneas o al aire.
Eichhornia crassipes es una planta invasora y utilizada en procesos de fitoestabilización con resultados viabilizados.
Algunas plantas empleadas para esta técnica fitocorrectiva son: Thlaspi caerulescens (Cd); Sedum alfredii, Viola baoshanensis y Vertiveria zizanioides (Zn, Cd, Pb); Alyssum murale, Trifolium nigriscens, Psychotria douarrei, Geissois pruinosa, Homalium guillainii, Hybanthus floribundus, Sebertia acuminata, Stackhousia tryonii, Pimelea leptospermoides, Aeollanthus biformifolius y Haumaniastrum robertii (Ni); Brassica juncea, Helianthus annuus, Sesbania drummondii (Pb); Brassica napus (Cu, Pb, Zn); y Pistia stratiotes (Ag, Cd, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb, Zn).
La rizofiltración utiliza las plantas para eliminar del medio hídrico contaminantes a través de la raíz.
Existe una gran cantidad de estudios relacionados con la capacidad de acumulación de contaminantes de diversas plantas acuáticas, algunos ejemplos de ellas son: Scirpus lacustris (Cd, Cu, Pb, Mg, Fe, Se, Cr), Lemna gibba (Pb, As, Cu, Cd, Ni, Cr, Al, Fe, Zn, Mn), Azolla caroliniana (Hg, Cr Sr, Cu, Cd, Zn, Ni, Pb, Au, Pt), Elatine trianda (As), Wolffia papulifera (Cd), Polygonum punctatum (Cu, Cd, Pb, Se, As, Hg, Cr, Mn) y Myriophylhum aquaticum, Ludwigina palustris y Mentha aquatica (Cu, Zn, Mn, Fe, Ni).
La fitovolatilización se produce a medida que los árboles y otras plantas en crecimiento absorben agua junto con contaminantes orgánicos e inorgánicos.
Algunos de estos pueden llegar hasta las hojas y evaporarse o volatilizarse en la atmósfera.
Las plantas Salicornia bigelovii, Brassica juncea, Astragalus bisulcatus y Chara canescens se han empleado para la remediación de sitios contaminados con Se y Arabidopsis thaliana para el Hg .
Además, éstos entran en la cadena alimentaria y exhiben sus efectos letales en la salud humana, incluso cuando están presentes en una concentración ligeramente más alta que la requerida para el metabolismo normal; en el peor de los casos, los metales pesados pueden volverse cancerígenos.
Por esto, la extracción eficiente de metales pesados presenta una demanda creciente en todo desarrollo sustentable.
Este proceso no requiere una gran inversión de capital, por lo que los costos operativos son económicos.
A raíz de esto, se han desarrollaron varios biosorbentes que son empleados con éxito a la hora de tratar diversos contaminantes, incluidos metales, colorantes, fenoles, fluoruro y productos farmacéuticos en soluciones (acuosas y/u oleosas).
Muchos de estos materiales biológicos, especialmente bacterias, cianobacterias, algas (incluidas microalgas, macroalgas, algas marinas), levaduras, hongos y líquenes han llamado mucho la atención para la eliminación y recuperación de iones de metales pesados debido a su buen rendimiento, bajo costo y disponibilidad en grandes cantidades.
Debido a la presencia de abundantes grupos funcionales quelantes, los materiales biológicos tienen mayor afinidad por los iones metálicos.
Las arqueas pertenecen principalmente a las Crenarchaeota (Sulfolobus, Acidianus, Metallosphaera, Sulfurisphaera), además de dos oxidadoras de Fe(II) pertenecientes a las Euryarchaeota (Ferroplasma acidiphilum y Ferroplasma acidarmanus).
[32] Los colorantes son utilizados por muchas industrias (textil, del curtido de cuero, papelera, alimenticia, tinturas para el pelo, etc.).
Con una población mundial cada vez mayor, la producción textil sigue siendo una de las industrias prominentes que requieren grandes cantidades de agua y a su vez producen aguas residuales con alto grado de contaminación que pueden causar un grave impacto ecológico si se liberan al medio ambiente sin un tratamiento adecuado.
Obviamente, el traslado al campo de las investigaciones realizadas a escala laboratorio es muchas veces complicada y es generalmente difícil de lograr, ya que las variables no controlables en el campo pueden generar un menor control sobre los experimentos, y por ende, una mayor distorsión de los resultados obtenibles.
Implica la disposición del suelo contaminado en una fina capa sobre la superficie, favoreciendo la actividad microbiana a través de oxigenación y/o del agregado de nutrientes, minerales o incrementando su humedad.
La efectividad de la biopila dependerá en buena parte de una combinación entre: i) las variables climáticas (viento, nieve, temperatura), ii) las características del suelo (pH, carga microbiana, salinidad, humedad, cantidad de nutrientes) y, iii) las características del contaminante, en cuanto a su volatilidad, estructura, concentración intrínseca y toxicidad.
