Emprendiendo la fitorremediacion en mexico



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"EMPRENDIENDO LA FITORREMEDIACION EN MEXICO"
Francisco Javier Luna García, Alejandra Fernández Zacarías, Erasto González García, Roberto Patiño Arroyo, Guadalupe de la Rosa Álvarez*
Departamento de Ingeniería Química, Facultad de Ciencias Químicas, Universidad de Guanajuato. Noria Alta s/No., Col. Noria Alta, C.P. 36000, Guanajuato, Gto.

*e-mail: delarosa@quijote.ugto.mx



ResumEn

El exceso en la aplicación de fertilizantes y la emisión al medio ambiente de productos químicos provenientes de las operaciones en las áreas petroquímicas, mineras, agrícolas y estaciones de servicio (gasolineras), entre otras, han afectado considerablemente al medio ambiente. Diversas tecnologías de remediación se aplican ya en nuestro país con el fin de limpiar las áreas contaminadas; lamentablemente la mayoría de ellas son muy costosas. Por otro lado, la botánica, la ingeniería y otras disciplinas se han asociado para proponer nuevas soluciones a estos problemas a través de tecnologías de bioremediación. Sin embargo, existe aún la necesidad de que los investigadores y organismos relacionados compartan las experiencias y resultados obtenidos en el campo y en laboratorio, para la búsqueda de las combinaciones y sistemas más efectivos que se adapten a las situaciones especiales de las zonas contaminadas. La tecnología en donde se utilizan plantas (árboles, arbustos, pastos, etc.) para reciclar nutrientes y tratar residuos semisólidos y líquidos, así como para limpiar medios contaminados con metales tóxicos y compuestos orgánicos y otros elementos1 ya está disponible, y cada vez es más aceptada. Esta tecnología ha sido denominada fitorremediación, la cual es una tecnología emergente que ofrece altos rendimientos y bajos costos de operación. Por otra parte es estética y naturalmente amigable con el ambiente. En este trabajo proponemos iniciar esfuerzos en nuestro país con el fin de implementar la fitorremediación como una alternativa para la solución de diversos problemas ambientales, principalmente los relacionados con suelos contaminados.


1. Introducción

Los problemas que se presentan en las zonas agrícolas son en su mayoría provocados por las aguas residuales de desecho de las industrias, o bien por los fertilizantes de baja calidad. Esto que origina que las plantas cultivadas absorban estos contaminantes, los cuales incluyen algunos metales pesados con alto grado de toxicidad para el ser humano. Los metales pesados constituyen uno de los problemas de mayor dificultad de solucionar, debido a su naturaleza inorgánica, ya que prácticamente no son susceptibles a biodegradación. No obstante, existen metodologías como la fitorremediación, la cual fundamentalmente consiste en cultivar plantas que poseen la "habilidad" de acumular en sus tejidos los metales de los suelos y aguas que deseamos descontaminar y/o remediar.

El mecanismo de acción de descontaminación de suelos por medio de plantas no es una metodología descubierta recientemente, aunque en México es relativamente nueva. Esta metodología es actualmente estudiada y aplicada en USA y algunos países de Europa, con resultados muy favorables. Tal ha sido el éxito, que ya existen compañías en estos países que ofrecen estos servicios.

El diseño de una empresa de servicios de fitorremediación ofrece una alternativa económicamente amigable, lo que hace a este proyecto una solución palpable para la remediación de suelos.


2. ANTECEDENTES

Contaminación Ambiental. La contaminación es uno de los problemas ambientales más importantes que afectan nuestros ecosistemas y surge cuando se produce un desequilibrio como resultado de la adición excesiva de cualquier sustancia al medio ambiente, de forma que causa efectos adversos en el hombre, en los animales, vegetales o materiales expuestos a dosis que sobrepasen los niveles aceptables en la naturaleza2.

Contaminación del suelo. Algunos de los problemas derivados de la contaminación de suelos incluyen la destrucción de la biota, y por ende, de organismos benéficos para el crecimiento de las plantas y otros procesos (lombrices, insectos, ácaros, bacterias, hongos, etc). Además de esto, existe el peligro de que alcancen los mantos acuíferos y entren a la cadena alimenticia, provocando toxicidad en el ser humano (cáncer, mutaciones genéticas, aborto, etc)3.

Entre los contaminantes que se pueden encontrar en los suelos, los metales y algunos metaloides merecen especial atención, ya que no son biodegradables. Por lo tanto es importante identificar lugares que representen riesgos para su posterior recuperación. Se han desarrollado y empleado desde décadas anteriores sistemas tecnológicos para tratar estos efluentes contaminados.

De acuerdo con datos publicados por el INEGI (2000), la superficie de suelo degradado por causas de contaminación en 1999 fue de 25, 967 km2. Según estadísticas de la Procuraduría Federal de Protección al Ambiente (PROFEPA), cada año se presentan en México un promedio de 550 emergencias ambientales asociadas con materiales y residuos peligrosos. Dentro de los compuestos peligrosos más comúnmente involucrados en emergencias ambientales, se encuentran el petróleo y sus derivados (gasolinas, combustóleo, diesel), agroquímicos, gas LP y natural, entre otros (Figura 1).

Figura 1. Principales sustancias involucradas en emergencias ambientales reportadas a la PROFEPA entre 1997 y 1999 (PROFEPA, 2002). Otros: dioxinas, furanos, hexaclorobenceno, bifenilos policlorados (BPCs), plaguicidas organoclorados, mercurio, plomo, cromo, cadmio, compouestos tóxicos atmosfericos e hidrocarburos poliarmáticos (HAPs)


En Guanajuato, la contaminación del suelo es provocada principalmente por:

  1. agroquímicos (insecticidas, larvicidas, raticidas, fungicidas, herbicidas, etc.),

  2. riego de aguas residuales sin tratar en las que se registra altas concentraciones de sal,

  3. depositos inadecuada de residuos sólidos (volumen de desechos sólidos municipales: 4,578.42 ton/día),

  4. los desechos son depositados en tiraderos clandestinos, cuyo problema principal es la generación de lixiviados

Debido a esto el mayor problema lo presentan las tierras agrícolas de los municipios de León, San Francisco del Rincón y Purísima de Bustos. En los últimos años los sistemas biológicos se han empleado con más frecuencia para diversos fines. Estos sistemas emplean asociaciones microbiológicas extraídas de las instalaciones de tratamientos convencionales, los cuales se inoculan directamente en el biorreactor4.

La biotecnología, entendida como un conjunto de innovaciones tecnológicas basadas en la utilización de procesos biológicos para la obtención de bienes y servicios y para el desarrollo de actividades científicas de investigación, ha sido también aprovechada para la limpieza del medio ambiente. Como parte de la Biotecnología existe la Bioremediación, la cual es una técnica que puede utilizarse como auxiliar en la descontaminación de suelos y que emplea procesos naturales para eliminar las sustancias químicas perjudiciales para el medio ambiente.

Dentro de la Biorremediación es muy importante mencionar a la Fitorremediación, que es una tecnología emergente que utiliza plantas para remediar aire, suelos, sedimentos, aguas superficiales y aguas subterráneas contaminadas con metales tóxicos, toxinas orgánicas y otros elementos.
3. TECNOLOGIAS DE REMEDIACIÓN PARA SUELOS CONTAMINADOS

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). Las tecnologías de remediación representan una alternativa a la disposición en tierra de desechos peligrosos que no han sido tratados, y sus capacidades o posibilidades de éxito, bajo las condiciones específicas de un sitio, pueden variar ampliamente. El uso de una tecnología de remediación en particular depende, además de los factores específicos del sitio y de las propiedades fisicoquímicas del contaminante, de su disponibilidad, de la fiabilidad demostrada o proyectada, de su estado de desarrollo (laboratorio, escala piloto o gran escala) y de su costo (Figura 2 y 3)5.



Figura 2. Comparación de varias tecnologías de tratamiento en base a sus tiempos de recuperación5.

Figura 3. Costos de las principales tecnologías de tratamiento5

4. REMEDICIÓN DE SUELOS EN MÉXICO

En el mercado ambiental de nuestro país, actualmente existen una gran cantidad de empresas que ofrece diferentes tipos de tecnologías para la remediación de sitios contaminados. Sin embargo, no fue hasta 1997, que las autoridades ambientales establecieron un programa de verificación y certificación de estas empresas. Actualmente para poder realizar un trabajo de remediación es necesario contar con permisos específicos, como la licencia ambiental única (LAU). Esta disposición oficial, ha permitido un mayor control acerca de las tecnologías que se ofrecen para remediar suelos y de las posibilidades reales de éxito que estas permiten6.



Figura 4. Tecnologías de remediación de suelos utilizadas en México por empresas autorizadas. BR: biorremediación; L: lavado; SF: separación física; EV: extracción de vapores; DT: desorción térmica; TQ: tratamiento químico; C: centrifugación (Fuente: SEMARNAT, 2002).


De acuerdo con datos proporcionados por la SEMARNAT, todas las tecnologías que ofrecen las empresas que cuentan con permisos para remediar suelos contaminados, están enfocadas exclusivamente a la remediación de sitios contaminados con compuestos orgánicos. De un total de 57 empresas autorizadas, ninguna ofrece servicios para la restauración de suelos contaminados con metales. Dentro de los contaminantes tratados, principalmente se encuentran los hidrocarburos (HTPs, HAP), lodos aceitosos, lodos de perforación y recortes de perforación7.

De acuerdo con datos proporcionados por 40 empresas autorizadas para remediar suelos contaminados con diferentes tipos de contaminantes, la mayoría (31) utilizan métodos biológicos (biorremediación) para el tratamiento8. El lavado de suelos, la oxidación química y la separación física constituyen otra parte importante de las tecnologías más empleadas en México (Figura 4).


5. REMEDIACIÓN DE SUELOS CONTAMINADOS POR MEDIO DE FITORREMEDIACIÓN.
La Fitorremediación es una tecnología de descontaminación efectiva, no intrusiva y de bajo costo. De hecho, es la alternativa de mejor costo-beneficio con respecto de los métodos mecánicos o químicos que se utilizan para remover sustancias o compuestos peligrosos del suelo. Por otra parte, es estética y naturalmente amigable con el ambiente, por lo que se presenta como una forma de descontaminación socialmente aceptable para las comunidades circundantes y para los organismos o agencias regulatorias.

Datos requeridos para la remediación de suelos contaminados. Cada sitio a tratar presenta un reto único. No obstante, cada sitio puede analizarse en términos de un juego limitado de características fundamentales y de una solución que sea efectiva en cuanto a los costos de dichas características5:

(a) El tipo de contaminante y sus características físicas y químicas determinan si un sitio requiere ser remediado y la manera en la que el contaminante debe tratarse. Además, dichas propiedades determinan cómo puede ser el movimiento del contaminante y si éste es o no persistente en el ambiente. La estructura química de un contaminante determina su toxicidad y por consiguiente permite fijar ciertos criterios para establecer los límites de limpieza.

(b) La localización y características del sitio, así como el uso de suelo (industrial, residencial o agrícola), fundamentalmente afectan la meta de la limpieza y los métodos que pueden usarse para alcanzarla.

(c) Las características naturales de los suelos, sedimentos y cuerpos de agua, a menudo determinan el grado de toxicidad del sitio a remediar.



6. EMPRESA DE RESTAURACION DE SITIOS CONTAMINADOS
Existe la necesidad de que los investigadores y organismos relacionados compartan las experiencias y resultados obtenidos en el campo y en laboratorio, ya que se debe iniciar la búsqueda de las combinaciones y sistemas más efectivos que se adapten a la situación especial en las zonas contaminadas.

El diseño de una empresa de servicios de fitorremediación ofrece una alternativa económicamente amigable, lo que hace a este proyecto una solución palpable para la remediación de suelos.

Las necesidades de mercado de esta empresa, es la de remediar sitios que se encuentran químicamente contaminados, principalmente con metales pesado, residuos industriales y/o municipales.

Los clientes principales son aquellas que tengan problemas de contaminación en suelos

Entre las principales características de este diseño de encuentran:

(a) Ser una empresa que ofrezca servicios de restauración de suelos, con la particularidad de ofrecer bajos costos en comparación con las demás empresas ambientales.

(b) Ser una empresa que al mismo tiempo también se dedique a la investigación , siendo así un vinculo industria-investigadores
7. CONCLUSIONES

La Fitorremediación, al igual que otras tecnologías de restauración de suelos, se encuentran poco desarrolladas en México, este proyecto es una oportunidad para aplicar los trabajos de muchos investigadores, y de este modo desarrollar en el Estado de Guanajuato y en México técnicas alternas que ofrezcas mayores beneficios y bajos costos, ya que la inversión y los costos de operación son menores a los de otras tecnologías de remediación. Con todo esto, esperamos que nuestra propuesta sea una fuente de empleo y sea un medio de solución para los problemas ambientales actuales.



BIBLIOGRAFÍA

  1. Tattersall Revista, Edición 181, Soc. El Tattersall S.A., Mayo-Junio 2003, Chile.

  2. Baird, Colin, Enviromental chemistry, 2ª edición, W. H. Freeman and Company, USA, 1999.

  3. Brack Antonio, et. al., Enciclopedia ecológica del Perú, Perú Ecológico, Perú, 2005.

  4. Gomez Mesa Elías, Tecnologías para el tratamiento de residuos líquidos peligrosos, Republica Dominica, 1997.

  5. Sellers, K. Fundamentals of hazardous waste site remediation. Lewis Publishers, 1999.

  6. INEGI- INE. 2000. Indicadores de Desarrollo Sustentable en México 2000.

  7. INEGI-SEMARNAP. 1997. Estadísticas del Medio Ambiente, México 1997.

  8. Procuraduría Federal de Protección al Ambiente. 2002. Dirección General de Inspección de Fuentes de Contaminación, México. http://www.profepa.gob.mx/




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