Biorremediación en Miinería

8/18/2019 Biorremediación en Miinería

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BIORREMEDIACIÓN EN MINERÍUna visión global

Mblgo. Luis Felipe Valdez Núñez


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OBJETIVOS

• Describir la situación actual de la minería en el Perú.• Describir los procesos mineros y sus impactos ambientales.

• Detallar los procesos de remediación convencionales.

• Definir el término Biorremediación y sus componentes.

• Especificar la aplicación de los procesos de biorremediación en la mine

• Resaltar la intervención de los microorganismos en estos procesos.

• Justificar el uso de estas tecnologías así como su disponibilidad.

• Detallar líneas convergentes de investigación en temas de biorremedia


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LA MINERÍA EN EL PERÚ


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PROYECTOS MINEROS


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PRODUCCIÓN METÁLICA


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PROCESOS


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IMPACTOS AMBIENTALES-ATMÓSFERA

PARTÍCULAS

GASES

AEROS


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IMPACTOS AMBIENTALES-SUELOS

SUBSIDENCIA

DESERTIZACIÓN,CAMBIOS

GEOGRÁFICOS

PÉRDIDA DFÍSICAS

BIO


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IMPACTOS AMBIENTALES-AGUAS• Variación en cuerpos de agua (alteración en la dinámica fluvial, pérdida

masa de agua, alteración en el régimen hidrogeológico, contaminaciómetales pesados (AMD), calidad físico-química).


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PASIVOS AMBIENTALES


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REMEDIACIÓN


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TÉCNICAS CONVENCIONALES


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TÉCNICAS CONVENCIONALES

+

CaCO3, C


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TRATAMIENTOS BIOLÓGICOS:BIORREMEDIACIÓN


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BIORREMEDIACIÓN - DEFINICIÓN La práctica gestionada o espontánea en la que se utiliz

procedimientos microbiológicos para degradar o transformcontaminantes a formas menos tóxicas o no tóxicas, remedieliminando con ello la contaminación ambiental” (US-EPA definition)

Uso de microorganismos y plantas en general para la biodegradacontaminantes peligrosos donde se pretende consegui

biotransformación y/o mineralización .(Seshadri & Heidelberg 2005


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ANTECEDENTES • Tratamiento de suelos contaminados con hidrocarburos (80 y 90).

•Suministro de oxígeno en zonas contaminadas (air sparging).

• Intentos en metales pesados y ambientes anaeróbios.

• Mejoramiento de técnicas ya utilizadas (landfarming , composting)

• Aplicación de Bioaumentación (in situ).


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BIOTECNOLOGÍA AMBIENTALBIOTE

AM

BIORRE


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CRECREPR

BIORREMEDIACIÓN-COMPONENTES

MICROORGANISMOS/PLANTAS

CONTAMINANTE MEDIO AMBIENTE

•Capacidad metabólica.•Poblaciones autóctonas•Mejoras genéticas.

•Toxicicidad.•Concentración•Disponibilidad•Solubilidad.•Absorción.

•Temperatura.•Contenido de Humedad.•pH.•Aceptores de electrones.

•Nutrientes. BIORREMEDIACIÓN

MICRO


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BIORREMEDIACIÓN PROCESOS

COMPLETA

INCOMPLETA

BIODEGRADACIÓNAire, Suelo, Agua

MINERALIZACIÓN

BIOTRANSFORMACIÓN


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CONTAMINANTES• Hidrocarburos simples y combustibles del

petróleo.PM y Ramificación = Degradabilidad.

• Hidrocarburos aromáticos.

PM y anillos = Degradabilidad.

• Alcoholes y ésteres.

• Nitrobencenos y éteres.• Hidrocarburos clorados.

Substitución del Cl = Degradabilidad.

• Pesticidas.

I N C R E M

E N T O

D E L A

B I O D E G R A D A B I L I D A D

Mi i T Sh E l Abili i


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MICROORGANISMOS

Microorganisms Type Shape Example Abilities

BACTERIA Cocci sphericalshape

Streptococcus hydrocarbon-degrading bacterheavy oildegrade dairy industry waste (w

bacilli Rods

spiral forms

Bacillius subtilis

Vibrio choleraSpirillum volutans

degrade crude oilbioremediation of chlorpyrifos

Soil

heavy metals

filamentous(gram-negativerods thatbecomeflagellated)

SphaeratilusLeptothrixCrenothrix

reduce iron to ferric hydroxide(Sphaeratilus natans, Crenothrixreduce manganese to mangane(Leptothrix)found in polluted streams and wtreatment plants

Flagellated Caulobacter

Gallionella

aerobic, aquatic environments organic contentG. ferruginea, present in iron richand oxidizes Fe2+ to Fe3+.can be formed in water distribusystems

Mi i T Sh E l Abiliti


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Microorganisms Type Shape Example Abilities

BACTERIA buddingbacteria

filaments Hyphomicrobium soil and aquatic environments one-carbon compounds to growmethanol)

filamentous

(gramnegative)

Rhodomicrobium

BeggiatoaThiothrix

Phototrophic

oxidize H2S to S0

actinomycetes

filamentous(gram-positive)mycelialgrowth

MicromonosporaStreptomycesNocordia(Gordonia)

found in water, wastewater treplants, soils (neutral and alkalindegrade polysaccharides (starccellulose), hydrocarbons, lignin

Eukaryotes FUNGY longfilaments(hiphae)which form amass calledmycellium

Phycomycetes(watermolds)

Basidiomycetes(mushrooms - Agaricus, Amanita(poisonous))

occur on the surface of plants aanimals in aquatic environmensome are terrestrial

wood-rotting fungi play a signiin the decomposition of cellulolignin


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ESTRATEGIAS


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APLICACIÓN EN MINERÍA (SUELOS)


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BIOVENTING• Inyección (o extracción) forzada de aire para incrementar la concentrac

oxígeno y estimular la biodegradación.

• Técnica a medio-largo plazo

CONTAMINANTES DEGRADADOS

• prometedora para estabilizar o

eliminar contaminantes inorgánicos

INCONVENIENTES

• posible emisión de vapores

• no útil para eliminar compuestos

clorados


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BIOAUMENTACIÓN• Introducción en el suelo de organismos seleccionados, adaptados o

genéticamente modificados, para degradar contaminantes específicos

CONTAMINANTES DEGRADADOS:

PCB, lindano, DDT, 2,2-diclorofenol

LIMITACIONES Y RIESGOS:• Riesgos de contaminación de agua

• Elevadas concentraciones de contaminantes

• No efectiva para contaminantes inorgánicos


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TOLERANCIA A METALES PESADOS

Bradyrhizobium yuanmingense y B. liaoningense : Evaluproducido por las concentraciones de metales pesa

placa 60, 40, 20, 10, 0 µg/L)


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LANDFARMING

•

Disposición del suelo contaminado en capas lineales y remoción periódpara favorecer la aireación, también se mejoran las condiciones para ela biodegradación.

APLICACIONES:

• Hidrocarburos (no VOCs)

NECESARIO:

• Controlar la emisión de

gases (CO2, VOCs)

• Controlar la recogida de

lixiviados y escorrentías


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COMPOSTING• Mezcla de suelo contaminado con materiales porosos y enmiendas org

(serrín, paja, estiércol, restos vegetales) con el fin de promover la

biodegradación

NECESARIO:

• Mantener condiciones de

oxidación , humedad y temperatura

adecuadas

• Controlar la emisión de gases

(CO2, VOCs)

• Un espacio grande para ser aplicado


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FITORREMEDIACIÓN


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TECNOSOLES• Lodos de depuradoras

•

Cenizas volantes.• Residuos de fábricas de pap

• Compost de residuos verde

“SUELOS ARITFICIALES”: Método de reutilización de

residuos viable económicamente, además de unaforma de devolución de los elementos que contienen alos ciclos biogeoquímicos.


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APLICACIÓN EN MINERÍA (AGUA)


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GENERACIÓN DE AMD

Acidithiob Acidithio

LeptospThioba

OXIDACIÓN DE LA PIRITA EN PRESENCIA DE O2 Y H2O

OXIDACIÓN DE Fe2 a Fe 3

PRECIPITACIÓN DEL Fe3 COMO HIDRÓXIDO MEDIANTE HIDRÓLISIS (pH >3)

Fe3 REMANENTE SIGUE OXIDANDO LA PIRITA

OXIDACIÓN DE OTROS SULFUROS (CALCOPIRITA, GALENO, ESFALERITA, ETC

INTERVENCIÓN DE BACTERIAS SULFO-OXIDANTES (PH


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BIOREACTORES SULFIDOGÉNICOS• Producción biogénica de H2S

•

SRB: Desulfosporosinusacidiphilus ,Desulfosporosi-nus acidodurans,

Desulfosporosinus lacus,

Desulfosporosinus burensis,

• Sustrato:

Glicerol, hidrógeno, Azúcares,Alcoholes.

BAJO CONDICIONES ANAERÓBIASSULFATO A SULFURO DE HIDRÓG

COMPUESTOS ORGÁNICOS O HIDDONADOR DE ELECTRONES

SULFURO DE HIDRÓGENO PRECICOMO SULFUROS

LA OXIDACIÓN DEL DONADOR DPRODUCE ALCALINIDAD QUE NEACIDEZ DEL AGUA.


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WETLAND AERÓBIO• Fenómenos y procesos de los humedales

naturales (pantanos, marismas, turberas, etc.)• Desarrollo de ciertas plantas (Tipha,

Equisetum, carrizo, juncos,etc.)

PARA AGUAS INDUSTRIALES RESIDUALES

PARA DRENAJE ÁCIDO DE MINA:


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WETLAND ANAERÓBIO (SAPS)• SAPS: Sistema sucesivo de producción de alcalinidad.

•

Ideado para disminuir el emplazamiento que ocupa los wetlands aerób• Ideal para tratamiento de AMD.

• Aquí se produce una ambiente anaeróbio y participan bacteriassulforeductoras (Desulfovibrio y Desulfomaculum).

DESVENTAJAS:

• Necesita tiempo de retención.


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METODOLOGÍA CARACTERIZACIÓN

DEL AMD YELECCIÓN DEL

SISTEMA

CONSTRUCCIÓN DEL

SAPS MODIFICADO

INICIO DE LOSTRATAMIENTOS

TOMA YANÁLISIS DEMUESTRAS


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RESULTADOS Y DISCUSIÓN

TA,93.31%

TB,3.39%

REST,3.30%

PMT en cuanto a Fe

TEST(ppm)

MUESTRA I(ppm)

MUESTR(ppm)

557.52 39.78 18.42

53.69 %


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VENTAJAS DESVENTAJAS

Biorremediación proceso natural La biorremediación se limita a aquelloscompuestos que son biodegradables

cuando se degrada el contaminante,la población biodegradativa declina

incluyen la presencia de poblacionesmicrobianas capaces metabólicamente,

condiciones ambientales adecuadas decrecimiento

Residuos post tratamiento suelen serinofensivos, incluyen dióxido de carbono, aguay biomasa celular

La investigación es necesaria para desartecnologías que sean apropiados para labiorremediación

Muchos compuestos que son legalmenteconsideradas peligrosas pueden transformarse

en productos inocuos

No todos los compuestos son susceptibldegradación rápida y completa

Puede llevarse a cabo en el sitio, a menudo sincausar una interrupción grave de las actividadesnormales

Es difícil extrapolar de banco y escala pilestudios a las operaciones de campo a gescala

La biorremediación puede resultar menos caroque otras tecnologías que se utilizan para lalimpieza de residuos peligrosos

Biorremediación a menudo lleva más tieque otras opciones de tratamiento


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LÍNEAS DE INVESTIGACIÓN FUTURAS• Estudiar y caracterizar los impactos ambientales de las com

mineras peruanas.

• Estudiar el comportamiento de los microorganismos autóctonoemplazamientos contaminados.

• Aplicar microorganismos resistentes a ambientes extremos en ede tolerancia y biorremediación

• Evaluar el aplicar tecnologías de fitorremediación conjuntame

procesos de bioaumentación.


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GRACIAS A TODOS

POR SU ATENCIÓN


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Documents

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