Características Físicas, Químicas y Microbiológicas
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SUELO Características Físicas, Químicas y Microbiológicas GLJ Composición física y química Rocas ígneas (originadas por la solidificación del magma) Granito Basalto Diorita GLJ Composición física y química Rocas sedimentarias o metamórficas (se originan por el desgaste y depósito de otras rocas) Caliza Dolomita arenisca lutita GLJ suelo Origen Se origina a partir de las fragmentación de rocas: regolitos Por efecto del clima, la topografía, la actividad biológica y el tiempo. Clasificación: Arcilla : < de 0.002 mm de diámetro Limo : 0.002 a 0.05 mm de diámetro Arena: 0.05 a 2 mm de diámetro GLJ CARACTERÍSTICAS FÍSICAS Tamaño de partícula Porosidad Textura Humedad Aireación Capacidad de intercambio catiónico pH Capacidad de retención de agua (CRA) GLJ Tamaño de partícula Los suelos se clasifican en función a su tamaño de partícula, siendo sus tres principales componentes las arcillas (< 0.002 mm), los sedimentos (0.002 - 0.05 mm) y las arenas (0.05 - 2.0 mm). Es importante considerar esta propiedad, ya que la relación área/volumen de los diferentes tipos de partícula, tienen un impacto directo sobre las propiedades físicas, químicas y biológicas del suelo, y por consiguiente en las tecnologías de remediación. En general, los materiales no consolidados (arenas y gravas finas) son más fáciles de tratar (Van Deuren y col., 1997; Eweis y col., 1998) GLJ Heterogeneidad Un suelo demasiado heterogéneo puede impedir el uso de tecnologías in situ que dependan del flujo de un fluido. Pueden crearse canales indeseables de fluidos en las capas arenosas y arcillosas, dando como resultado tratamientos inconsistentes (Van Deuren y col., 1997) GLJ Densidad aparente Es el peso del suelo por unidad de volumen, incluyendo agua y espacios. Es importante considerar que el suelo está compuesto por sólidos y espacios llenos de agua y/o aire, y que su densidad dependerá de su humedad. Es útil para realizar cálculos para el transporte del material (Van Deuren y col., 1997) GLJ Permeabilidad. Se refiere a la facilidad o dificultad con la que un líquido puede fluir a través de un medio permeable. La permeabilidad de un suelo es uno de los factores que controla la efectividad de tecnologías in situ (Sellers, 1999). En general, una baja permeabilidad en el suelo disminuye la efectividad de la mayoría de las tecnologías de remediación GLJ pH El pH determina el grado de adsorción de iones por las partículas del suelo, afectando así su solubilidad, movilidad, disponibilidad y formas iónicas de un contaminante y otros constituyentes del suelo (Alexander, 1994). La solubilidad de muchos contaminantes inorgánicos cambia en función del pH y normalmente su movilidad disminuye con altos valores de pH. GLJ pH: Los efectos negativos del pH Alta concentración de Aluminio intercambiable Retención de Fósforo Exceso de Manganeso en solución Deficiencias de Calcio, Magnesio y Molibdeno Reducida actividad microbiológica Reducida capacidad de intercambio catiónico GLJ Humedad La humedad del sitio a tratar es un factor importante para la elección de una tecnología en particular. Una alta humedad puede impedir el movimiento de aire a través del suelo, lo que afecta los procesos de biorremediación, así como provocar problemas durante la excavación y transporte, además de aumentar costos durante el uso de métodos de remediación térmicos (Van Deuren y col., 1997). GLJ Materia orgánica La fracción orgánica de los suelos está constituida por desechos vegetales y animales, y generalmente se le conoce como humus. Un suelo con alto contenido húmico, disminuye la movilidad de compuestos orgánicos y así la eficiencia de ciertas tecnologías (extracción de vapores, lavado de suelo) (Van Deuren y col., 1997; Eweis y col., 1998). GLJ Tamaño de partícula, porosidad y textura GLJ HUMEDAD RELATIVA Y CRA Agua higroscópica: El agua se encuentra retenida en las partículas arcillosas y en el humus (coloides) Agua capilar: Se encuentra entre los poros entre las partículas Agua de gravedad: Escurrimiento entre los macroporos entre las partículas GLJ Clasificación de suelos de acuerdo al pH GLJ CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS Fracción orgánica: Humus Gases: Oxígeno, CO2, N2 Minerales: Carbono, Fósforo, Potasio, Calcio, Magnesio, Azufre Agua GLJ GLJ GLJ PROCARIOTES DEL SUELO GLJ ORGANISMOS DEL SUELO PROCARIOTES Eucariotes BACTERIAS y ARQUEOBACTERIAS ALGAS MICROSCÓPICAS HONGOS PROTOZOARIOS RAÍCES DE PLANTAS GLJ POR SU ORIGEN NATIVOS O AUTÓCTONOS EXTRAÑOS GLJ POR SUS REQUERIMIENTOS DE OXIGENO Y FUENTE DE ENERGÍA AEROBIOS Y ANAEROBIOS AUTÓTROFOS Y HETERÓTROFOS QUIMIÓTROFOS Y FOTÓTROFOS LITÓTROFOS Y ORGANÓTROFOS GLJ POR SU ACTIVIDAD Microorganismos del ciclo del Azufre Micoorganismos del ciclo del Carbono Microorganismos del ciclo del Fierro Microorganismos del ciclo del Nitrógeno Celulolíticos Amiloliticos Pectinolíticos Quitinolíticos Proteolíticos GLJ CLASIFICACIÓN DE BACTERIAS DEL SUELO GLJ MICROORGANISMOS DEL SUELO GLJ MICROORGANISMOS DEL SUELO GLJ Ciclo del carbono GLJ CICLO DEL AZUFRE GLJ PAPS – Fosfoadenosin fosfosulfato APS . Adenosin fosfosulfato GLJ GLJ GLJ Las bacterias oxidantes del azufre (BOS). Son microorganismos aerobios o microaeròfilos, oxidan el ácido sulfhídrico, tiosulfato, tetrationato y formas reducidas del azufre a azufre metálico o ácido sulfúrico, reducen el fierro dando lugar a incrustaciones, no asimilan H2, ni utilizan el sulfato, sulfito, tiosulfato y nitrato como aceptores de electrones (Finster et al.,1997). Hidrogenobacter, Rhodobacter, Paracoccus, acidiphilum, Thiobacillus, Thiomonas, Beggiatoa, Thioploca, Acidithiobacillus, Halothiobacillus, Thiomicroscpira, Achromatium, Sulfobacillus, Acidianus y Sulfolobus. GLJ Las bacterias sulfato-reductoras (BSR). Son microorganismos anaerobios pero pueden tolerar bajas tensiones de oxígeno (Cypionka, 2000); utilizan sulfato, sulfito y tiosulfato como aceptor final de electrones, reduciéndolos a H2S. Los géneros que constituyen el grupo de las BSR son: Desulfonatronovibrio, Desulfotomaculum Desulfomonas, Desulfobacter, Desulfobacterium, Desulfovibrio, Desulfobulbus, Desulfobotulus, Desulfoarculus, Desulfococcus, Desulfosarcina, Desulfonema, Desulfomonile, y Thermodesulforhabdus (Brüser et al., 2000; Castro et al., 2000). GLJ Las bacterias Fermentadoras tiosulfatoreductoras (BFTSR). •Reducen el tiosulfato pero no el sulfato (Magot et al., 1997). Se han descrito Arqueobacterias y Eubacterias. •Las arqueobacterias reducen el sulfato vía desasimilatoria (respiración) y se han aislado de ambientes en condiciones extremas de salinidad (10-15 g/L), temperatura (60-100ºC), altas concentraciones de azufre y sulfuros, en anaerobiosis estricta a grandes profundidades, como en los pozos petroleros. •Las Eubacterias reducen el tiosulfato a sulfuros por vía asimilatoria (fermentación). Thermotoga, Thermosipho, Fervidobacterium, Thermoanaerobacter, Anaerobaculum, Pyrodictium, Thermoproteus Dethiosulfovibrio, Petrotoga, Haloanaerobium, Thermoanaerobium y Archeoglobus . GLJ Las Ferrobacterias. •Son microorganismos aerobios, metabolizan el hierro, pueden extraer el fierro ferroso y férrico contenido en las estructuras metálicas y lo depositan en forma de hidróxido férrico hidratado, formando incrustaciones en las tuberías. •Dentro de este grupo se han descrito bacterias reductoras (BRF) y bacterias oxidantes (BOF) de fierro. GLJ Las Ferrobacterias. Los géneros dentro del grupo de BRF son: Geobacter, Shewanella y Desulfuromonas. Otras bacterias fermentativas de los géneros Citrobacter freundii, Clostridium sp., Enterobacter aerogenes, Bacillus sp., Micrococcus sp. y Vibrio sp. también reducen hierro por vía desasimilatoria GLJ Las bacterias oxidantes de Fierro (BOF) Se encuentran los géneros: Thiobacillus, Leptospirillum, Metallogenium, Gallionella (Balows et al., 1992; Ehrlich, 1996) y Ferroplasma (Lens y Kuenen, 2001). GLJ GLJ Ciclo del nitrógeno GLJ GLJ GLJ GLJ CICLO DEL NITRÓGENO GLJ BACTERIAS FIJADORAS DE N2 Asociación simbiótica de bacterias con plantas leguminosas: Azorhizobium con legumbres tropicales Allorhizobium con lotus Bradyrhizobium con soya Mesorhizobium con Indigo Rhizobium con frijol Sinorhizobium con alfalfa Frankia sp. angiospermas GLJ BACTERIAS FIJADORAS DE N2 NO SIMBIÓNTICA Azospirillum brasiliense Azospirillum lipoferum Azotobacter paspali GLJ PROCESOS EN EL CICLO DEL NITRÓGENO PROTEOLISIS: degradación de proteínas AMONIFICACIÓN: N orgánico es devuelto al ciclo, produciendo amonio, dióxido de carbono y agua NITRIFICACIÓN: oxidación del amonio para formar nitritos y nitratos DESNITRIFICACIÓN: producción de N gaseoso, debido a la acción de microorganismos que actúan sobre nitritos y nitratos FIJACION: proceso contrario a la desnitrificación, incorporación de N2 gaseoso como amoniaco. GLJ dinitrogenasa GLJ Complejo enzimático GLJ FIJACIÓN EN VIDA LIBRE Fijan N2 por si mismas. Representan el 30% del N2 fijado en todo el planeta. Géneros como Azospirillum y Azotobacter los cuales son bacilos grandes, Gram negativos, aerobios estrictos. GLJ GLJ GLJ GLJ Contaminación del suelo Materia fecal Residuos sólidos Residuos peligrosos Legislación NORMA Oficial Mexicana NOM-021-RECNAT-2000 NORMA Oficial Mexicana NOM-138-SEMARNAT-2003 , GLJ TÉCNICAS PARA ANÁLISIS DE SUELO CUENTA VIABLE NMP ANALISIS DE GRUPOS FUNCIONALES GLJ MUESTREO 1.- Normatividad (NOM-021-RECNAT-2000) 2.- Toma de muestra 3.-Conservación de la muestra GLJ EQUIPO MECANICO PARA PERFORACION DE SUELO Y SUBSUELO Perforadora Milwokee Rotomartillo Kit de muestreo para suelo GLJ PERFORADORA MILWAKEE Bomba de vacío Corona Rotámetro Bases de mariposa Empaque Válvula de globo Extensión eléctrica GLJ UTILIZACION DE LA MILWOKEE Conexión eléctrica Fijación y estabilización del equipo Alimentación de agua Perforación Extracción del corazón de concreto GLJ ROTOMARTILLO Conexión eléctrica Control de revoluciones Posición de rotomartillo (si aplica) Instalación del adaptado y de broca elecoidal GLJ TERMINO DE PERFORACION Sondeo en condiciones para: Características organolépticas Toma de muestra de suelo Medición de COV’s (con equipo instrumental) GLJ HORIZONTES GLJ
