Date post: | 03-Jun-2018 |
Category: |
Documents |
Upload: | jose-j-guerrero-rojas |
View: | 239 times |
Download: | 0 times |
of 69
8/12/2019 Biolixiviacion Biorremediacion Moq Tac 2014
1/69
8/12/2019 Biolixiviacion Biorremediacion Moq Tac 2014
2/69
Cuando hablamos de microbios (bacterias, hongos y
levaduras), lo primero que viene a nuestra mente
son aquellos organismos microscpicos
responsables de las enfermedades que aquejan al
ser humano: diarreas, clera, tuberculosis, tifoidea,infecciones urinarias, o pie de atleta, entre otras.
Los microbios cumplen una serie de tareas
beneficiosas y fundamentales para la
humanidad y la vida en su conjunto. Jams
imaginamos que existan microorganismos tiles
en la fabricacin de productos como vino,
cerveza, yogurt, pan, medicamentos, entre
otros; o que sean capaces de vivir en
condiciones extremas de temperatura y acidez
siendo tiles en la extraccin de metales
contenidos en minerales.
El empleo de microorganismosbacterias, levaduras y hongos comocatalizadores de procesos industriales seconoce como BIOTECNOLOGA, y en elsector minero mundial concita graninters por la enorme posibilidad derecuperar metales presentes en mineralesdifciles de tratar con la tecnologasconvencionales, asi como tratar efluentesgenerados en la etapa productiva.
PRENSA REGIONAL MOQUEGUA, Diciembre 13, 2013, pp6
8/12/2019 Biolixiviacion Biorremediacion Moq Tac 2014
3/69
En un principio, cuando se quera explicar la habilidad y el empleo de
microorganismos en la disolucin de metales generalmente se hablaba de
LIXIVIACIN BACTERIANA o BIOLIXIVIACINy para darle una mayorjerarqua se la elevaba al rango de BIOHIDROMETALURGIAo simplementeBIOMETALURGIA. Esto bsicamente porque los estudios, y las aplicacionesindustriales, se concentraban en la disolucin o lixiviacin de cobre o uranio.
8/12/2019 Biolixiviacion Biorremediacion Moq Tac 2014
4/69
La lixiviacin bacteriana se explicaba como un proceso natural
que se vale de la capacidad de cierto grupo de microorganismos
principalmente bacterias del gnero Acidithiobacillus (antes
Thiobacillus) - de oxidar sulfuros metlicos hacia sus sulfatos
solubles correspondientes, con la produccin de cido sulfrico y
sulfato frrico. (Guerrero, 2008)
Con el surgimiento del inters de recuperar oro a partir demenas refractarias, naci el concepto de BIOOXIDACIN DESULFUROS, necesario para explicar la participacinbacteriana en un mecanismo muy distinto que para la disolucin
del cobre.
8/12/2019 Biolixiviacion Biorremediacion Moq Tac 2014
5/69
8/12/2019 Biolixiviacion Biorremediacion Moq Tac 2014
6/69
Adicionalmente, implica otras reas: Biosorcin de metales txicos y valiosos
Bioremediacin
Fitoremediacin
Biosensores. Biomonitores. Biomarcadores.
Diseo de bioreactores e Ingeniera ecolgica
Tratamiento biolgico de efluentes y desechos: drenajes cidos, efluentes cianurados. Mejoramiento gentico
Reduccin pasiva y activa de sulfatos
Pantanales o wetlands modificados con ingeniera
Biocidas en pilas de roca estriles
Ingeniera ecolgica para purificacin de soluciones
Tapones biolgicos impermeabilizar superficie de botaderos.
Fosfato de origen biolgico para estabilizar residuos.
Tratamiento biolgico de aguas residuales.
Biosurfactantes
Biofiltros para tratamiento de gases txicos, otros mas
8/12/2019 Biolixiviacion Biorremediacion Moq Tac 2014
7/69
8/12/2019 Biolixiviacion Biorremediacion Moq Tac 2014
8/69
MICROORGANISMO FUENTE
ENERGETICA
pH TEMPERATURA
(C)
Acidithiobacil lus ferrooxidans
Fe+2 , U+4, S 1.5 25 - 30
Acidi thiobacil lus thiooxidans S , Fe+2 2.0 25 - 30
Leptospir il lum ferrooxidans Fe+2
1.5 25 - 35
Sulfolobus S, Fe
+2
, C org. 2.0 > 60Acidiphil ium cryptum C orgnico 2.0 25 - 35
Th. intermedius S , S-2
, C org. 2.5 30
Th. napoli tanus S, S-2
2.8 30
Th. acidophi lus S, S-2 3.0
Th. thioparus S, S-2 3.5
Thiobacil lus TH2 y TH3 Fe+2, S-2 6.0 50Metallogenium sp. Fe+2 4.5
Hetertrofos C org. 25 - 40
8/12/2019 Biolixiviacion Biorremediacion Moq Tac 2014
9/69
Anteriormente conocido como Thiobacillusferrooxidans
Bacilo de aproximadamente 0.5 de anchopor 1.0 de largo.
Acidfilo: Desarrolla a valores de pH enun rango entre 1.5- 3.0, siendo el ptimo2.0.
Desarrolla a temperaturas entre 30C-45C, estando el ptimo entre 35 y 40C.
Oxida compuestos de Fe+2 y S reducido.
Ampliamente estudiada y empleada en ladisolucin de cobre y en el pre-tratamientode sulfuros aurferos refractarios.
Considerado como uno de los msimportantes contribuyentes al drenaje cidoen canchas de relaves con altos contenido de
pirita
Acidithiobacillus ferrooxidans microscopio de contraste
Fuente: South African Society for Microbiology
(http://sasm.org.za/blog/item/4-prof-doug-
rawlings.html#.UMCr6eTK44x )
Acidithiobacillus ferrooxidans visto con microscopio electrnico detransmisin. Escala 500nm
Fuente: Journal of Bacteriology. (http://jb.asm.org/content/178/19/5776.short)
8/12/2019 Biolixiviacion Biorremediacion Moq Tac 2014
10/69
Acidithiobacil lus ferrooxidans (cont.)
8/12/2019 Biolixiviacion Biorremediacion Moq Tac 2014
11/69
Otros microorganismos asociados
Leptospi r i l lum
FerroplasmaSul fo lobus
Metal losphaera
http://es.wrs.yahoo.com/_ylt=A9ibyjyzHe5E3zUAs12V.Qt./SIG=1hq16e6t0/EXP=1156542259/**http:/es.search.yahoo.com/search/images/view?back=http%3A%2F%2Fes.search.yahoo.com%2Fsearch%2Fimages%3Fei%3DUTF-8%26p%3Dsulfolobus%26xargs%3D0%26pstart%3D1%26fr%3Dslv1-adbe%26b%3D21&w=323&h=205&imgurl=acpcommunity.acp.edu%2FFacultystaff%2Fmoon%2FBiology1%2FBacteria%2FSulfolobus.jpeg&rurl=http%3A%2F%2Facpcommunity.acp.edu%2FFacultystaff%2Fmoon%2FBiology1%2FBacteria&size=27.6kB&name=Sulfolobus.jpeg&p=sulfolobus&type=jpeg&no=24&tt=461&oid=214422e5fdc6c31e&ei=UTF-88/12/2019 Biolixiviacion Biorremediacion Moq Tac 2014
12/69
Leptospirillumes un gnero de bacterias ferro-oxidantes que juegan un papelimportante en la lixiviacin industrial y la oxidacin mediada microbiolgicamente .
Los miembros de Leptospirillum son considerados actualmente como los principalesresponsables de la oxidacin de fierro en estos procesos industriales de lixiviacin entanques.
Son considerados los principales responsables de la generacin de aguas cidas,
por lo que se han convertido en los actores principales en estos procesos.
8/12/2019 Biolixiviacion Biorremediacion Moq Tac 2014
13/69
Los sulfolabales se encuentran en fumarolas volcnicas creciendo a un pH entre 2 y 3y a una temperatura entre 75 - 80 C.
Su aplicacin en procesos de lixiviacin y oxidacin bacteriana de mineralespermititan reducir considerablemente los costos en energa.
S. tokodaiicepa 7, es capaza de oxidar sulfuro de hidrgeno a sulfato de maneraintracelular, que podra ser empleado en el tratamiento de aguas industriales.
http://es.wrs.yahoo.com/_ylt=A9ibyjyzHe5E3zUAs12V.Qt./SIG=1hq16e6t0/EXP=1156542259/**http:/es.search.yahoo.com/search/images/view?back=http%3A%2F%2Fes.search.yahoo.com%2Fsearch%2Fimages%3Fei%3DUTF-8%26p%3Dsulfolobus%26xargs%3D0%26pstart%3D1%26fr%3Dslv1-adbe%26b%3D21&w=323&h=205&imgurl=acpcommunity.acp.edu%2FFacultystaff%2Fmoon%2FBiology1%2FBacteria%2FSulfolobus.jpeg&rurl=http%3A%2F%2Facpcommunity.acp.edu%2FFacultystaff%2Fmoon%2FBiology1%2FBacteria&size=27.6kB&name=Sulfolobus.jpeg&p=sulfolobus&type=jpeg&no=24&tt=461&oid=214422e5fdc6c31e&ei=UTF-88/12/2019 Biolixiviacion Biorremediacion Moq Tac 2014
14/69
Ferroplasma spp. Son microorganismos acidoflicos que favorecen la desintegracin y
disolucin de los sulfuros metlicos, principalmente pirita.
Esta capacidad tiene un papel importante en el ciclo geoqumico del azufre y lo
convierte en responsable de la generacin de aguas cidas.
Ferroplasmapermite disminuir la tasa de pirita mediante la regeneracion de fierro
frrico, el principal oxidante de lapirita a nivels bajos de pH.
8/12/2019 Biolixiviacion Biorremediacion Moq Tac 2014
15/69
Se produce por la catlisis que los organismos ejercen durante
la disolucin de algunas menas por diferentes mecanismos, demodo que el microrganismo se sirve del mineral como
combustible, lo utiliza para sobrevivir y libera metales sin
requerir una aplicacin externa de energa.
8/12/2019 Biolixiviacion Biorremediacion Moq Tac 2014
16/69
Fe+2
Fe+3
+ e-
Directa
MS + 2 O2 MSO4
FeS2 + 7.5 O2 + H2O Fe2(SO4)3+ H2SO4
Indirecta
MS + Fe2(SO4)3 MSO4 + S + 2 FeSO42 FeSO4 + H2SO4 + 0.5 O2 Fe2(SO4)3 + H2O
S + 1.5 O2 + H2O H2SO4
8/12/2019 Biolixiviacion Biorremediacion Moq Tac 2014
17/69
8/12/2019 Biolixiviacion Biorremediacion Moq Tac 2014
18/69
8/12/2019 Biolixiviacion Biorremediacion Moq Tac 2014
19/69
TEMPERATURA NUTRIENTES
OXIGENO TAMAO DELA PARTICULA
FUENTE DE ENERGIA PRESENCIA DEINHIBIDORES
pH LUZ
8/12/2019 Biolixiviacion Biorremediacion Moq Tac 2014
20/69
Sulfuros de Cobre
Proceso ms ampliamente estudiado.Por accin bacterial el cobre se transforma en Sulfato decobre soluble a partir del cual el metal puede ser recuperadopor cementacin o SX/EW.
Los sulfuros secundarios son oxidados ms fcilmente.
4 CuFeS2 + 17 O2+ H2SO4 4 CuSO4+ 2 Fe(SO4)3+ 2 H2O
CuS2 + H2SO4+ 2.5 O2 2 CuSO4+ H2O
A nivel industrial se aplica con xito en Chile, USA , Per, etc.
Proceso BIOCOPpara el tratamiento de cobre arsenical.Lixiviacin en Botaderos de Toquepala.
8/12/2019 Biolixiviacion Biorremediacion Moq Tac 2014
21/69
8/12/2019 Biolixiviacion Biorremediacion Moq Tac 2014
22/69
BIOOXIDACION EN PILAS
Sulfuros de Cobre
8/12/2019 Biolixiviacion Biorremediacion Moq Tac 2014
23/69
Sulfuros Aurferos Refractarios
Romper la matriz de sulfuro (pirita o arsenopirita) en la quese encuentra atrapada la partcula aurfera.
2 FeAsS + 7 O2+ H2SO4+ H2O Fe2(SO4)3+ 2 H3AsO4
En este caso, y a diferencia de los metales base, la
tecnologa bacteriana resulta siendo un pre-tratamientoantes que una disolucin propiamente dicha del metal.
El enorme desarrollo e inters surgido por la biolixiviacinse debe a la necesidad de recuperar el oro contenido enmenas de difcil tratamiento.
Es posible tratar sulfuros refractarios empleando tanquesagitados o pilas (heaps): BiOx, MinBac, Newmont, Geocoat.
8/12/2019 Biolixiviacion Biorremediacion Moq Tac 2014
24/69
8/12/2019 Biolixiviacion Biorremediacion Moq Tac 2014
25/69
8/12/2019 Biolixiviacion Biorremediacion Moq Tac 2014
26/69
8/12/2019 Biolixiviacion Biorremediacion Moq Tac 2014
27/69
El proceso fue desarrollado por Newmont en suunidad de Carlin, Nevada para el tratamiento
de un mineral de baja ley (1 gr/T Au). Se preparan pilas de 8.5 a 10.7 metros de
altrura con material molido, aglomerado con uninculo bacteriano, y acondicionado con cido.
La ventaja de la aglomeracin es el rpido
inicio de la biooxidacion. Se aplican periodos de descanso.
8/12/2019 Biolixiviacion Biorremediacion Moq Tac 2014
28/69
Desarrollado por GeoBiotics para el tratamiento de sulfuros aurferos
refractarios.
El proceso est diseado para trabajar con concentrados generados
por flotacin o concentracin gravimtrica.
El concentrado se mezcla con un inculo bacteriano produciendo una
pulpa delgada que se coloca sobre una roca soporte de 5 a 20 mm
de dimetro. El soporte puede ser desmonte, grava, o algun productoque pueda tolerar las condiciones del proceso.
La pelcula formada por el concentrado es de 0.5 a 1 mm de espesor .
El proceso favorece la formacin de poros a travs de los cuales se
facilita la difusin del oxgeno necesario para el trabajo bacteriano.
8/12/2019 Biolixiviacion Biorremediacion Moq Tac 2014
29/69
Zinc: La aplicacin de los procesos biolgicos tienen un enormepotencial, aunque no se reporta la existencia de plantasindustriales.
Un proceso que ha mostrado resultados alentadores en ladisolucin de menas de zinc es el conocido como BRISA.
Plomo: se forma sulfato de plomo, el cual es insoluble en mediocido. Este aspecto puede ser empleado para la separacinselectiva de algunos valores acompaantes en una mena de plomo.
Nquel: Es lixiviado porA. ferrooxidans a partir de milerita ypentandlita. Billiton desarrolla un proceso denominado BIONIC.Antimonio: Reportes sealan la capacidad deA. ferrooxidans de
oxidar antimonita. B. thioparusyT. thiooxidanstambin tienen lahabilidad de atacar este sulfuro.
Metales Raros: Algunos metales raros se encuentran en la matriz de
sulfuros. Al igual que con los metales preciosos es necesario romperesta matriz para liberarlos. Dentro de los principales metales quepueden ser recuperados tenemos a galio y cadmio, germanio ycobalto, renio, selenio y telurio, titanio, uranio, entre otros.
8/12/2019 Biolixiviacion Biorremediacion Moq Tac 2014
30/69
8/12/2019 Biolixiviacion Biorremediacion Moq Tac 2014
31/69
ANTECEDENTESSon muchos los elementos que deterioran el medio natural, y muchas lasactividades del hombre que tienen consecuencias negativas en los recursosnaturales de la Tierra. Cada vez es mayor el nmero de alarmas que sedisparan para alertarnos de los riesgos, no existe ningn medio que no estafectado, o con grandes posibilidades de afectarse, y no existe ningunasolucin que garantice la plena resolucin de los peligros.
El vertido de sustancias txicas se hace cada ao msincalculable. Miles de compuestos qumicos, creados enlaboratorios, alteran el funcionamiento de los ecosistemasy atentan contra la salud de sus habitantes: efluentesagrcolas, residuos industriales y accidentes industriales,contaminan aguas superficiales, suelos, aire, corrientes
acuosas, y los reservorios.
Son cada da mayores las conexiones entre contaminacin ysalud, ya nadie duda que un ambiente contaminado provocanumerosas enfermedades, desde las relacionadas con la pielo el aparato respiratorio (alergias, dermatitis, asmas), a
procesos mucho ms graves de tipo degenerativo.
8/12/2019 Biolixiviacion Biorremediacion Moq Tac 2014
32/69
REMEDIACIN BIOLGICA
La remediacin biolgica es una interesante alternativa que
permite tratar, recuperar y/o restaurar cursos de aguas y
suelos contaminados de metales, productos orgnicos, y dems
polucin industrial.
Dos tipos:
Fitorremediacin
Biorremediacin
8/12/2019 Biolixiviacion Biorremediacion Moq Tac 2014
33/69
FITORREMEDIACIN
La fitorremediacin
constituye una variacinde las tcnicas deremediacin biolgica,pero se concreta en el
uso de plantas verdesdirigidas a liberar, contener,
o transformar en
compuestos inocuos a los
contaminantes del suelo.
8/12/2019 Biolixiviacion Biorremediacion Moq Tac 2014
34/69
FITORREMEDIACIN
8/12/2019 Biolixiviacion Biorremediacion Moq Tac 2014
35/69
BIORREMEDIACIN Tecnologa que emplea microorganismos naturales (levaduras,
hongos o bacterias) o manipulados genticamente para degradarsustancias peligrosas en otras menos txicas o inofensivas parael medio ambiente y para la salud humana.
Se basan en la digestin de las sustancias orgnicas einorgnicas por los microorganismos.
Requiere de condiciones adecuadas de pH, presencia denutrientes en suelo y agua: temperatura; humedad, textura y
estructura del suelo; y concentracin de los contaminantes. Se consideran procesos de biosorcin, biorreduccin,
biodegradacin, bio-acumulacin, entre otros..
La biorremediacin bacteriana se ha convertido en una nuevaalternativa para atacar de manera directa muchos de losproblemas de contaminacin que presentan los suelos y las
aguas. Ventajas
Eliminacin permanente de la contaminacin.
Aceptacin por la sociedad.
Mnima alteracin del lugar.
Puede acoplarse con otros procedimientosdescontaminantes.
8/12/2019 Biolixiviacion Biorremediacion Moq Tac 2014
36/69
Las aguas cidas, tambin conocidas como drenaje cido de rocasodrenaje cido de mina, son el resultado de la oxidacin de mineralessulfurados y la posterior lixiviacin o disolucin de los metales asociados,cuando las rocas sulfurosas son expuestas al aire y al agua.
Condiciones bsicas
Agua (medio acuoso) Fuente de azufre (mineral como pirita, etc)
Aire (como fuente de oxgeno)
y.. Bacterias(microorganismos acidfilos y extremos)
8/12/2019 Biolixiviacion Biorremediacion Moq Tac 2014
37/69
Los microorganismos, especialmentebacterias, como agentes biogeoqumicosjuegan un rol muy importante en los ciclos dela materia sobre la tierra: carbono,nitrgeno y azufre, al ser agentes
especficos de transformaciones qumicas agran escala.
En el caso del Drenaje Acido de Mina(AMD),Acidithiobacillus ferrooxidans,
conjuntamente con Leptospirillumferrooxidans,es considerado como uno delos ms importantes contribuyentes aldrenaje cido .
8/12/2019 Biolixiviacion Biorremediacion Moq Tac 2014
38/69
Generacin de Aguascidas
8/12/2019 Biolixiviacion Biorremediacion Moq Tac 2014
39/69
Un wetland es un rea de terreno saturada con agua,ya sea de manera permanente o estacional.
Se caracteriza por la presencia de una vegetacinnica, adaptada a estas condiciones de suelo.
Para el tratamiento de AMD se propone laconstruccin de pantanales artificiales, que sonecosistemas construidos por el ser humano que imitanlas condiciones naturales.
8/12/2019 Biolixiviacion Biorremediacion Moq Tac 2014
40/69
8/12/2019 Biolixiviacion Biorremediacion Moq Tac 2014
41/69
Wetlands y AMD Utiliza especies vegetales en sistemas pasivos de
tratamiento de efluentes.
Los Wetlands pueden reducir las cargas contaminantes(compuestos orgnicos e inorgnicos) por medio de una
variedad de reacciones de captura y precipitacin demetales, y tambin pueden actuar como filtro paraslidos suspendidos.
Un wetland tiene dos zonas: OXIDATIVA, compuesta por
plantas acuticas; y REDUCTORA, zona rica en bacteriasreductoras de sulfato, desnitrificantes y reductoras demanganeso.
8/12/2019 Biolixiviacion Biorremediacion Moq Tac 2014
42/69
Pueden ser aerbicos y anaerbicos. Los Aerbicos estn dirigidos a mejorar el proceso de oxidacin. Son muy tiles en la
remocin de compuestos orgnicos, fierro, amonio y slidos suspendidos.
Los Anaerbicos contienen una cubierta de caliza en el fondo del wetland. La calizaes cubierta con materia orgnica y las plantas se cultivan sobre este.
Es til en el tratamiento de drenajes cidos de minas en la remocin de metales.
El principal beneficio es su naturaleza pasiva y amigable con el medio ambiente. Emplea consorcio de plantas y microorganismos en aerobiosis o anaerobiosis
8/12/2019 Biolixiviacion Biorremediacion Moq Tac 2014
43/69
8/12/2019 Biolixiviacion Biorremediacion Moq Tac 2014
44/69
Cianuro es un compuesto que contiene el radical CN
Entre sus formas ms conocidas : HCN, CNNa, CNK.Se presenta como cianuro libre, cianuro WAD (Disociable en
cido Dbil), y en complejos de ferrocianuro y comothiocianato y cianato.
8/12/2019 Biolixiviacion Biorremediacion Moq Tac 2014
45/69
El cianuro es usado en produccin de compuestos orgnicossintticos (venenos), pinturas, cosmticos, adhesivos,colorantes, productos farmacuticos, retardantes de fuego, etc.
En la naturaleza, el cianuro es formado, excretado y degradadopor miles de animales, plantas, insectos, hongos y bacterias.
Los niveles de cianuro potencialmente liberado por la digestin oinadecuada preparacin de plantas cianognicas pueden llegara concentraciones de cientos de partes por milln. La ingesta deestos vegetales puede originar la muerte en animales y elenvenenamiento del ser humano.
En la naturaleza se encuentran presentes bajas concentracionesde cianuro, por ejemplo, en muchos insectos y plantas, entre lasque se incluyen una amplia variedad de especies vegetales.
El cianuro se encuentra en almendras, albaricoques, bambes,frijoles germinados, cerezas, aceitunas, papas, sorgo, soya, ynueces, a las que brinda proteccin contra los depredadores.
8/12/2019 Biolixiviacion Biorremediacion Moq Tac 2014
46/69
Some common chemicals based on cyanide usedin pharmaceuticals(Williams, 1948).
Chemical Name Chemical Equation
Cocaine CuCN.9(C17H19O3N.HCN).7HCN
Novocaine CuCN.9(C17H20O2N2.HCN).HCN
Codeine CuCN.4(C18H21O3N.HCN).3HCN
Nicotine CuCN.2(C10H14N2.HCN).1.5HCN
Morphine CuCN.9(C17H19O3N.HCN).7HCN
Caffeine 4CuCN.(C8H10O2N4.HCN)
Ref.: Samantha Meehan; 2000. The fate of cyanide in groundwater at gasworks in south easthern Australia . Ph. D Thesis, chapter 3
Especies de Plantas Concentracin (mg/Kg)
8/12/2019 Biolixiviacion Biorremediacion Moq Tac 2014
47/69
Especies de Plantas Concentracin (mg/Kg)
YucaHojasRacesRaces desecadas
Pur
377 50013846 - < 100
81
Punte de Bamb Mx. 8000
Poroto Blanco (Birmania) 2100
Almendra (amarga)
280
2500
Sorgo (planta joven) Mx. 2500
8/12/2019 Biolixiviacion Biorremediacion Moq Tac 2014
48/69
La siguiente es una lista de plantas que producen cianuro:
Manzana (semillas) Apricot (hojas, corteza o semillas) Grass Bamb (brotes de algunas especies) Almendra amarga (hojas, corteza o semillas) Yuca (semilla y raices) Cereza (hojas, corteza o semillas) Baya de Navidad (hojas, la corteza o semillas) Chokecherry (frutas de hueso) (hojas, corteza o semillas) Avellanas Saco (hojas y brotes) Lino, el lino de color amarillo, pino Hortensias (hojas y yemas) Frijoles Limo (frijol negro, aument en los pases tropicales), Caoba de montaa (hojas, corteza o semillas) Melocotn (hojas, corteza o semillas) cereza (hojas, corteza o semillas) Ciruela (hojas, corteza o semillas cerezo negro (hojas, corteza o semillas Sorgo Cesped sudn
Source:
http://www.unt.edu/resource/02cyanidefeature.htm
http://www.unt.edu/resource/02cyanidefeature.htmhttp://www.unt.edu/resource/02cyanidefeature.htm8/12/2019 Biolixiviacion Biorremediacion Moq Tac 2014
49/69
A nivel tisular, acta sobre el sistema respiratorio, impide el uso del oxgeno
inhibiendo la accin de enzimas respiratorias :citocromo oxidasa.
La inhibicin de esta enzima da como resultado una disminucin en el metabolismooxidativo y en el uso de oxgeno. La exposicin a gases de cianuro originansntomas en breves segundos mientras que la absorcin oral retarda los sntomasal menos por 30 minutos.
El compuesto es rpidamente absorbido a partir de superficies mucosas y pielintacta.
La dosis letal del cianuro de potasio es aproximadamente 200 mg y HCN es 50mg.
8/12/2019 Biolixiviacion Biorremediacion Moq Tac 2014
50/69
Se aprovecha de la capacidad de ciertos grupos de microorganismos, mayormentebacterias, de utilizar compuestos cianurados como fuente de carbono y nitrgeno
convirtiendo el compuesto txico en sustancias inocuas. La biodegradacin de cianuro puede ser aerbica y anaerbica y resulta en la
formacin de amonio.
8/12/2019 Biolixiviacion Biorremediacion Moq Tac 2014
51/69
Los microorganismos involucrados poseen varios sistemas enzimticos especficosque les permite desarrollar en ambientes con alta concentracn de cianuro.
Muchos hongos (Fusarium, Hasenula) y bacterias (E.coli, Pseudomonas fluorescens,Citrobacter, Bacillus subtilis y otros) asimilan cianuro y lo usan como fuente denitrgeno y/o carbono, teniendo como intermediario NH3.
Uno de los mecanismos involucra a la enzima cianuro hidratasa, que resulta en laconversin irreversible del cianuro en formamida, que finalmente es transformada enCO2y NH3.
Cianuro tambin puede ser convertido en -cianoalanina o en un -aminonitrilo por la-cianoalanina sintetasa, seguida de la hidrlisis de los productos para liberar un
cido y NH3.
Una tercera ruta utiliza cianuro monoxigenasapara catalizar la conversin de HCNen cianato (HOCN), lo que lleva a una descomposicin cataltica mediada por otraenzima, cianasa, para producir CO2y NH3. La cianasa es inducible con el cianatomientras que la cianuro monoxigenasa no lo es.
Algunas cepas bacterianas transforman directamente cianuro en CO2 y NH3 pormedio de la cianuro dioxigenasa, sin la formacin de cianato como intermediario.
8/12/2019 Biolixiviacion Biorremediacion Moq Tac 2014
52/69
8/12/2019 Biolixiviacion Biorremediacion Moq Tac 2014
53/69
La primera operacin industrial se localiza en lamina de Homestake Mining en Lead. SouthDakota, USA. El sistema de tratamiento se basaen la biodegradacin de los cianuros y labiosorcin de los metales pesados txicos.El principal microorganismo encontradopertenece al gnero Pseudomonas. El procesoinvolucra dos pasos biolgicos. El primero,incluye la ruptura oxidativa del cianuro ythiocianato y la captura de los iones metlicos enuna biopelcula.El segundo paso, convierte el amonio producidoa nitrato mediante una nitrificacin biolgica.
MxCNy + 2 HxO + O2= M-biopelcula + HCO3+ NH3
(Me: Fe, Cu, Zn)
SCN- + 2 H2O + 5/2 O2= SO4-2+ HCO3-1+ NH3
NH4++ 3/2 O2= NO2-1+ 2 H++ H2ONO2-1+ O2= NO3-1
8/12/2019 Biolixiviacion Biorremediacion Moq Tac 2014
54/69
BIORREMEDIACIN DE LA CONTAMINACIN
POR MERCURIO
8/12/2019 Biolixiviacion Biorremediacion Moq Tac 2014
55/69
MERCURIO: Qu es?
El mercurio (Hg) o azogue es un metal pesado plateado.A temperatura ambiente se presenta como un lquido inodoro (no tiene olor).En la naturaleza, puede ser encontrado en suelo, agua y aire, bajo la forma demercurio elemental (metlico), inorgnico y orgnico.Las formas naturales ms comunes son el mercurio elemental, sulfuro demercurio o cinabrio, cloruro y metilmercurio.
Se debe precisar que la forma txica de inters es el metilmercurio (CH3Hg+
),que se biomagnifica fcilmente como parte de la cadena alimenticia, poniendo enriesgo los ecosistemas y la salud pblica, al acumularse en los tejidos blandos,especialmente de peces en reas donde se realiza explotacin minera ilegal.
Complejos org nicos e inorg nicos HgS
SEDIMENTO Hg(0) Hg+2 CH3Hg+ CH3HgCH3
AGUA Hg(0) Hg+2 CH3Hg
+CH3HgCH3
AIRE Hg(0) Hg+2
PECES
CH3HgCH3
8/12/2019 Biolixiviacion Biorremediacion Moq Tac 2014
56/69
MERCURIO: actividad antropognica
Se conocen mltiples usos ya sea con propsitosindustriales, medicinales y cosmticos. En la
actualidad, su empleo involucra la produccin decloro-alcalis, en la fabricacin de cables einterruptores elctricos, en instrumentos de mediciny control y en usos dentales.
8/12/2019 Biolixiviacion Biorremediacion Moq Tac 2014
57/69
MERCURIO: actividad antropognica
8/12/2019 Biolixiviacion Biorremediacion Moq Tac 2014
58/69
8/12/2019 Biolixiviacion Biorremediacion Moq Tac 2014
59/69
8/12/2019 Biolixiviacion Biorremediacion Moq Tac 2014
60/69
Se reporta la existencia de numerosas tecnologas que permitan eltratamiento de mercurio, entre las que se indican la precipitacin;coagulacin/coprecipitacin, y la adsorcin con carbn activado.
Adicionalmente, se tiene el intercambio inico que histricamente haestado limitado al uso de resinas aninicas para procesar aguas residualesindustriales con contenido de mercurio inorgnico.
Otras tecnologas incluyen la reduccin qumica, separacin por
membranas, tcnicas emergentes como adsorcin de macrociclos,extraccin por membranas y el tratamiento biolgico.
MERCURIO: TCNICAS DE REMEDIACIN
8/12/2019 Biolixiviacion Biorremediacion Moq Tac 2014
61/69
Ya sea in s i tu o ex si tu, la biorremediacin de mercurio ha probado
ser una tecnologa efectiva para el tratamiento de la contaminacincon este metal.
Capacidad de ciertos grupos biolgicos de soportar altasconcentraciones de mercurio presentes en los medios donde seencuentran.
Mecanismos codificadas en genes que les permite modificar la formacontaminanteusualmente el metilmercurio y transformarlo en unaforma menos txica o en mercurio elemental.
Adicionalmente, puede presentarse una acumulacin o retencin delqumico en la biomasa microbiana.
En los ltimos tiempos existe una tendencia a realizar mejoramientogentico a ciertas especies vegetales (transgnicos) para quepresenten la capacidad de tolerar altas concentraciones de mercurio
en el suelo y eliminar
o disminuir
su capacidad txica.
MERCURIO: REMEDIACIN BIOLGICA
8/12/2019 Biolixiviacion Biorremediacion Moq Tac 2014
62/69
Tratamiento MicrobianoLas bacterias resistentes al mercurio (MRBMercury-resistant bacteria)estn ampliamente distribuidas en la naturaleza, totalizandoaproximadamente entre el 1- 10% del total de bacterias heterotrficasaerbicas.Su presencia est correlacionada con el nivel de contaminacin mercurialen un ambiente, aunque tambin pueden ser aisladas en ambientes no
contaminados.Mecanismos de biorremediacinLos microorganismos pueden sobrevivir a elevadas concentraciones desales mercuriales debido a diferentes mecanismos.a.- Reduccin enzimtica a Hg y volatilizacinEl mecanismo ms comn de resistencia al mercurio es la reduccin
enzimtica de iones de mercurio bivalente (Hg2+
) a su forma elemental(Hg) por la flavoenzima citoplasmtica mercurio-reductasa.El mercurio elemental parece ser eliminado por difusin pasiva desde laclula bajo condiciones fisiolgicas normales. La consiguiente volatilizacindel mercurio remueve este material del ambiente circundante antes de queocurra una re-oxidacin.
MERCURIO: REMEDIACIN BIOLGICA
8/12/2019 Biolixiviacion Biorremediacion Moq Tac 2014
63/69
Formacin de HgS insoluble
El sulfuro de mercurio (HgS) puede formarse por la reaccin directa de
Hg2+
con el Hg2S producido anaerbicamente por la bacteria Clostridiumcochlearium; aunque tambin se reporta la capacidad de Klebsiellaaerogenes de producir HgS.
Remocin de mercurio en aguas residuales
Las bacterias tambin presentan la capacidad de remover el mercurio
presente en aguas residuales. Las investigaciones(4)
reportan que lacapacidad de Klebsiella pneumoniae de usar tres distintos mecanismospara la remocin de mercurio.
El primero de ellos, es la reduccin enzimtica y volatilizacin de mercuriodebido a la presencia del determinante de resistencia a mercurio Tn5073.
El segundo mecanismo, es la precipitacin aerbica de Hg2+como HgSinsoluble como resultado de la produccin de H2S. La tercera ruta es labiomineralizacin de Hg2+como un complejo mercurio-azufre insoluble masque como HgS, debido probablemente a la produccin aerbica de uncompuesto thiol voltil.
MERCURIO: REMEDIACIN BIOLGICA (cont.)
8/12/2019 Biolixiviacion Biorremediacion Moq Tac 2014
64/69
MERCURIO: REMEDIACIN BIOLGICA (cont.)
8/12/2019 Biolixiviacion Biorremediacion Moq Tac 2014
65/69
Metilmercurio: BiorremediacinActividades humanas como la quema de carbn han producido toneladas de mercurioinico que es rpidamente convertido a metilmercurio por microbios presente en lossedimentos. Esta contaminacin es peligrosa debido a que el metilmercurio se
acumula en los tejidos vivos, donde es altamente txico.
La toxicidad del metilmercurio fue observada por primera vez a gran escala en Japn(50s) debido al consumo de pescado contaminado de la baha de Minamata, causadapor la descarga de una fabrica de productos qumicos cercana y que produciadesechos con altas concentraciones de mercurio inico, el que fue convertido enmetilmercurio y se acumul en los peces.
Bacterias especializadas pueden desarrollar de manera natural en ambientescontaminados con metilmercurio graciuas a la enzima degradadora de metilmercuriollamada MerB, con habilidad de de romper los enlaces mercurio-carbono,convirtindola en crucial en los esfuerzos para limpiar este compuesto de cursos deagua contaminadas.
Debemos indicar que cepas selectas de bacterias son resistentes a compuestosmercuriales debido a la adquisicin de un elemento genticamente transferibleconocido como el operon mer, un dedicado conjunto de genes resistentes al mercurioque son autorregulados por la protena MerR enlazada al ADN. Las bacteriasresistentes al mercurio inico y el metilmercurio codifican protenas que regulan eltransporte de mercurio (MerA, MerP y MerT) y la degradacin del metal (MerA y MerB).
8/12/2019 Biolixiviacion Biorremediacion Moq Tac 2014
66/69
8/12/2019 Biolixiviacion Biorremediacion Moq Tac 2014
67/69
BIORREMEDIACIN DE COBRE
El cobre posee un importante papel biolgico en la fotosntesis delas plantas, aunque no forma parte de la composicin de la clorofila.
El cobre contribuye a la formacin de glbulos rojos y al
mantenimiento de los vasos sanguneos, nervios, sistemainmunitario y huesos y por tanto es un oligoelemento esencial parala vida humana.
Se encuentra en una gran cantidad de alimentos habituales de ladieta tales como ostras, mariscos, legumbres, vsceras y nueces
entre otros, adems del agua potable y por lo tanto es muy raro quese produzca una deficiencia de cobre en el organismo.
El desequilibrio de cobre ocasiona en el organismo una enfermedadheptica conocida como enfermedad de Wilson.
8/12/2019 Biolixiviacion Biorremediacion Moq Tac 2014
68/69
BIORREMEDIACIN DE COBREToxicidad
Niveles altos de Cu en el organismo pueden ser dainos para la salud. Su inhalacin puede producir irritacin de las vas respiratorias.
La ingesta produce nuseas, vmitos y diarrea. Un exceso de cobre en la sangrepuede daar el hgado y los riones, e incluso causar la muerte. Ingerir por va oraluna cantidad de 30 g de sulfato de cobre es potencialmente letal en los humanos.
Para las actividades laborales en las que se elaboran y manipulan productos decobre, es necesario utilizar medidas de proteccin colectiva que protejan a lostrabajadores. El valor lmite tolerado es de 0,2 mg/m para el humo y 1 mg/m parael polvo y la niebla.
El cobre reacciona con oxidantes fuertes tales como cloratos, bromatos y yoduros,originando un peligro de explosin. Adems puede ser necesario el uso
de equipos de proteccin individual como guantes, gafas y mascarillas. Adems,puede ser recomendable que los trabajadores se duchen y se cambien de ropaantes de volver a su casa cada da.52
La OMS en su Gua de la calidad del agua potablerecomienda un nivel mximo de2 mg/l. El agua con concentraciones de cobre superiores a 1 mg/l puede ensuciarla ropa al lavarla y presentar un sabor metlico desagradable.
http://es.wikipedia.org/wiki/Cobrehttp://es.wikipedia.org/wiki/Cobre8/12/2019 Biolixiviacion Biorremediacion Moq Tac 2014
69/69
BIORREMEDIACIN DE COBRE Los hongos sobre todo los de la pudricin blanca como el
Pleuro tus os treatusse han reportado como buenos acumuladores decobre, adems de cadmio, mercurio, plomo y zinc.
Estudios realizados en Argentina, demuestran que algunas cepas de labacteria Escher ichia col i, en un proceso ex situ, podran sereficientemente utilizadas para detoxificar suelos o aguascontaminados con cobre.
Una cepa de Cryptococcus agr ionensisfue capaz de captar 15,8 mg decobre por gramo de levadura, adems de retener otros metales.