Estudio y desarrollo de sistemas de biorremediación de aguas de taladrinas procedentes de actividades industriales / Lucía Grijalbo Fernández; directores J. Antonio Lucas García, F. Javier Gutiérrez Mañero.

Résumé

El desarrollo industrial supone la emisión de múltiples sustancias contaminantes a nuestro entorno (sólidas, líquidas y gaseosas), con el consiguiente deterioro del mismo. En cuanto a las emisiones líquidas, objeto del presente trabajo, la legislación actual (Ley 10/1993, de la Comunidad de Madrid, sobre vertidos líquidos industriales al sistema integral de saneamiento), es cada vez mas exigente con respecto a parámetros químicos y biológicos (DQO, pH, conductividad, DBO5). En los procesos de descontaminación se utilizan, en muchas ocasiones, métodos físico-químicos pero éstos suelen ser perjudiciales para el medio ambiente. Por eso se han desarrollado métodos biológicos, más respetuosos, que son conocidos como mecanismos de biorremediación (uso de plantas y/o microorganismos para eliminar la contaminación existente en un determinado medio). El medio para biorremediar utilizado en este trabajo se conoce como agua de taladrina. La taladrina es una emulsión de agua y aceite (2%) que se utiliza para lubricar y refrigerar la zona de contacto entre las herramientas de corte y los materiales a mecanizar. Pero con el uso, este líquido pierde sus cualidades y se convierte en un residuo (taladrina agotada). La empresa John Deere Ibérica S. A. (JDISA), que suministró el líquido a fitorremediar, realiza un tratamiento de la taladrina agotada mediante el sistema del vacudest, obteniendo una reducción importante de la DQO, desde más de 25.000 ppm hasta alrededor de 4.000 ppm. Después de este tratamiento se obtiene un residuo conocido como agua de taladrina. El objetivo del presente trabajo fue desarrollar un sistema biológico capaz de reducir la DQO de las muestras de agua de taladrina procedentes de los procesos de producción de JDISA. Las muestras están formadas, principalmente, por hidrocarburos lineales, ramificados, aromáticos y aromáticos policíclicos (fluoreno y pireno), aunque aparecen otros elementos químicos de diferente naturaleza. Presentan unos valores de DQO superiores a 1.750 ppm (límite legal establecido por la Ley 10/1993 de la Comunidad de Madrid). El desarrollo del sistema biorremediador se dividió en dos partes. En primer lugar se determinó la especie vegetal con mayor capacidad para reducir la DQO. Para ello, se utilizaron especies con hábitos acuáticos y terrestres y se realizaron diversos ensayos para determinar su resistencia al medio contaminado. La especie que tuvo una mayor resistencia y que era capaz de reducir la DQO por debajo de los límites establecidos por la ley, fue el maíz (Zea mays), con la que se realizaron los ensayos de biorremediación. Paralelamente se buscó un medio en el que las plantas pudiesen enraizar. Este medio tenía que ser biodegradable y no tóxico. El esparto resultó ser el soporte de crecimiento vegetal que más favoreció el enraizamiento de las plantas. En segundo lugar, se aislaron microorganismos de un medio contaminado con hidrocarburos, de las propias taladrinas, del esparto y de un reactor biológico de membrana (R. B. M.). Con estas cepas se desarrollaron sistemas maíz-esparto-microorganismo. Fruto de este trabajo, se solicitó y fue concedida la patente, titulada ¿Procedimiento para la reducción de la DQO de efluentes líquidos aceitosos mediante fitorremediación con maíz-esparto; su aplicación al tratamiento de taladrinas agotadas¿ (P201000684). El sistema maíz-esparto fue el más eficaz en el proceso de fitorremediación, consiguiendo reducciones del parámetro de la DQO en torno a un 60% partiendo de niveles próximos a los 2.000 ppm. Estas reducciones permiten obtener un residuo con estándares de contaminación por debajo de los límites establecidos por la ley 10/1993 de la Comunidad de Madrid. Sólo el sistema de bioaumento desarrollado con un consorcio bacteriano formado por cepas adaptadas a medios contaminados con taladrinas fue capaz de mejorar la fitorremediación. Paralelamente, se realizaron estudios ultraestructurales, observándose una reducción del número de cloroplastos y una fuerte alteración morfológica de los mismos en las plantas que crecieron en agua de taladrina. En la zona radical no se observó una modificación de los haces vasculares, lo que podría permitir la translocación de productos tóxicos a la zona aérea. El sistema de fitorremediación realizado en fases disminuyó el daño causado por el agua de taladrina en las plantas, lo que permitió realizar una segunda fase de fitorremediación mejorando el rendimiento del proceso. Se observó también que la reducción de la DQO ejercida por este sistema fue mayor que la obtenida por el sistema en continuo. Finalmente, se buscó determinar si el sistema de fitorremediación era capaz de reducir la toxicidad del agua de taladrina. Para ello, se realizó un análisis de perdida de bioluminiscencia con la cianobacteria sensor Anabaena CPB4337, que es muy sensible a la presencia de contaminantes. Se observó que la bioluminiscencia emitida por dicha cianobacteria crecida en las muestras fitorremediadas era 2 veces mayor a la emitida en las muestras iniciales, de manera que el sistema de fitorremediación no sólo es capaz de reducir la DQO sino que a su vez es capaz de disminuir la toxicidad del medio.