| dc.description | Las comunidades microbianas autóctonas tienen una capacidad natural de
absorber, mineralizar y metabolizar compuestos orgánicos contaminantes como fuente
de carbono y energía. Esta capacidad metabólica es especialmente importante cuando un
sitio prístino es contaminado debido a derrames de petróleo donde aquellas mezcla de
hidrocarburos son biológicamente remediada por medio de las comunidades microbianas
nativas (biorremediación). Por lo tanto, la biorremediación de suelos contaminados con
hidrocarburos corresponde a la degradación biológica, por medio de la transformación
yio la mineralización de compuestos orgánicos, para reducir su concentración ambiental
a niveles aceptables. La biorremediación puede ser acelerada estimulando a las
comunidades microbianas autóctonas, dependiendo su éxito en función del tipo y la
densidad de los microorganismos presentes en los suelos, las características especificas
de la matriz del suelo, las características y la concentración de contaminantes y la
mantención de las variables ambientales, tales como la temperatura, contenido de
humedad y pH. Actualmente, tratamientos realizados en sistemas controlados
(biorreactores) han demostrado ser eficaces y eficientes. Implementaciones de
biorremediación de suelos contaminados ex situ, en particular, el compostaje, han sido
importantes debido a su viabilidad de aplicar un co-tratamiento de desechos teniendo
ventajas en los balances de nutrientes. Los principales avances en biorremediación de
hidrocarburos se han producido principalmente a escala de laboratorio, en suelos contaminados con monocompuestos. Sin embargo, no se han realizado estudios
relacionados con el curso de la biorremediación sobre casos reales de contaminación
(derrames de combustibles, aceites, solventes y co-tratamiento de residuos), y escasos
conocimientos de los efectos y los cambios (el comportamiento) en las comunidades
microbianas durante el tratamiento. Entonces, no es claro si la biodegradación de
contaminantes se correlaciona con la diversidad y las características de la comunidad de
microorganismos presentes en los suelos, o si se refiere a curvas de degradación.
Además, existe poca información con respecto al co-tratamiento de residuos
contaminados y su viabilidad de aplicación a los suelos desérticos. Es necesario ejecutar
nuevas investigaciones para aclarar la aplicabilidad del proceso de compostaje en suelos
desérticos contaminados y sus repercusiones sobre la diversidad biológica de las
comunidades microbianas. Un caso común y real, son los repetitivos, aunque pequeños,
derrames de combustible diesel y aceite lubricante durante la reparación y
mantenimiento de maquinaria, además de los accidentes dentro de la industria minera
chilena, donde los suelos desérticos y el aserrín se han utilizado como materiales
absorbentes baratos para el control de los derrames de petróleo. Este estudio contribuye
a establecer la viabilidad de biorremediación utilizando compostaje en reactores
aireados, suelos desérticos mineros envejecidos y aserrín en la región de Atacama, como
una rentable alternativa de tratamiento. Se evaluaró la remoción de compuestos
orgánicos totales (COT) y los cambios en la diversidad microbiana durante el
compostaje en escala de laboratorio bajo condiciones controladas de temperatura,
humedad y ventilación, fueron estudiados. Treinta reactores de compostaje aireados,
cilindricos, de poli-vinil-cloruro se irnplmentaron a escala de laboratorio y fueron
operados continuamente durante 56 días. Los reactores de compostaje fueron operados
usando cinco diferentes razones suelo: aserrín (S: SD, 1:0, 3:1, 1:1, 1:3, 0:1), bajo
temperatura mesófilica (30-40 O C), 50 % de contenido de mezcla y ventilación
constante (16 L / mm). El suelo desértico y aserrín contaminado fue mezclado y secado
al aire antes de la realización de tratamiento de compostaje. La concentración de carbono
orgánico total (COT) en los reactores de compostaje fue monitoreado de acuerdo a métodos estándar (USEPA). Utilizando las herramientas biomoleculares y metabólicas,
las curvas de remoción obtenidas fueron relacionadas a cambios en diversidad de
comunidades microbianas. Fragmentos de Restricción de largos Polimórficos de
Restricción Terminales (T-RFLP) fueron llevados a cabo con el objetivo de estimar la
presencia y cambios durante el tratamiento de Unidades Taxonómicas Operacionales
(UTO) y Biolog EcoPlatesR4 , para determinar cambios metabólicos de las comunidades
microbianas. Riqueza y diversidad fueron determinadas para cada comunidad
microbiana, y expresadas como el índice de Shannon-Wiener (H'). Diferentes curvas de
remoción fueron obtenidas con porcentajes similares de remoción entre reactores (rango
35% -59%) después de 56 días de tratamiento. La proporción de aserrín, el tiempo de
tratamiento y la interacción entre ambos parámetros tuvo un efecto significativo (P
<0,050) sobre la remoción de COT. Niveles más altos de aserrín se correlacionaron con
un aumento en el número de UTO en las comunidades microbianas, pero no mostraron
correlación con las curvas de remoción. Los perfiles metabólicos presentaron una
expresión diferencial durante el tratamiento, explicando la estructura diferencial de las
comunidades. Los últimos capítulos de esta tesis integran este conocimiento para trazar
líneas futuras de investigación y comprender cómo las tecnologías biológicas pueden
apoyar los sistemas de bioingenieria. | |
