Ecología microbiana del proceso de compostaje de suelo contaminado con petróleo

Abstract

En la actualidad, la principal fuente de energía proviene de la quema de combustibles fósiles. Las actividades relacionadas con la exploración, la extracción y el transporte del petróleo y sus derivados generan eventos de contaminación de suelos (Margesin et al., 2007). El petróleo, tal como existe en la naturaleza, es un conjunto heterogéneo de diferentes compuestos mayoritariamente carbonados, sustancias azufradas y nitrogenadas, por lo que su composición varía entre los diferentes yacimientos (Rosenberg y Ron, 1998). Los compuestos carbonados presentan diferente peso molecular y complejidad de sus enlaces; los de más alta complejidad, como resinas y asfaltenos, son considerados resistentes a la degradación (Leahy y Colwell, 1990), mientras que el resto de los compuestos, que presentan distinta capacidad de biodegradación, se los clasifica bajo el nombre de hidrocarburos totales del petróleo (HTP). Un suelo contaminado con hidrocarburos presenta alteración de su estructura, retención hídrica y saturación de bases, lo que determina la modificación sus propiedades biológicas y fertilidad (Pérez Vargas et al., 2002). El principal mecanismo de recuperación de suelo contaminados es la degradación biológica (Dean et al., 2001). Esto es posible dado que en todos los ecosistemas existen microorganismos capaces de degradar sustancias altamente complejas (Ércoli et al., 2000; Madigan et al., 2006). Los microorganismos, en su mayoría heterótrofos, utilizan los hidrocarburos como fuente de carbono y energía produciendo dióxido de carbono, agua, biomasa microbiana y otros compuestos con diferente grado de oxidación (Davis, 1967). La tasa a la cual las sustancias más complejas son biodegradadas depende de la capacidad de los microorganismos de adaptarse a la nueva condición ambiental, luego de ocurrido un evento de contaminación (Zucchi et al., 2003). En algunos ambientes, y bajo determinadas condiciones, los tiempos necesarios para la biodegradación pueden ser excesivos, por lo cual se vuelve necesario promover la actividad microbiana, utilizando alguna técnica de biorremediación (Medaura et al., 2007). La remediación de suelos contaminados resulta una temática de estudio de gran importancia (Abbassi y Shquirat, 2008). Actualmente se prefieren los métodos de descontaminación biológica frente a los métodos convencionales debido a que estos últimos producen generalmente intermediarios tóxicos (Dua, 2002) y son menos efectivos y más costosos (Paul et al., 2005). La biorremediación ha probado ser la más efectiva para solucionar los problemas asociados a los suelos contaminados (Bonaventura y Johnson, 1996; Crawford y Crawford, 2005). Entre las numerosas estrategias de biorremediación de suelos contaminados se encuentra la técnica de compostaje. Esta se basa en estimular la actividad de los microorganismos aerobios termófilos mediante la formación de pilas de material, también llamadas biopilas, resultado de la mezcla del suelo contaminado con residuos de plantas o animales, periódicamente humedecidas y aireadas (Barker y Bryson, 2002). Algunos autores encontraron resultados satisfactorios utilizando esta estrategia para la formación de complejos metales-materia orgánica (Kandeler et al., 2000) y para la degradación de hidrocarburos policíclicos aromáticos (Loick et al., 2009). La biorremediación de los contaminantes en el proceso de compostaje constituye un proceso complejo, llevado a cabo por el crecimiento de grupos microbianos que actúan en forma sucesiva y complementaria. La evaluación de diferentes variables microbiológicas indicadoras durante dicho proceso constituye la herramienta que permite evaluar cómo se produce la degradación del contaminante en el suelo y el proceso de humificación. Ciertas variables fisicoquímicas, que facilitan los procesos microbiológicos, también pueden ser evaluadas en relación con estos (Rutigliano et al., 2004). El objetivo de este trabajo ha sido contribuir al conocimiento de la microbiología asociada al proceso de compostaje de suelos contaminados con petróleo mediante la evaluación de la eficiencia de diferentes tratamientos de compostaje para reducir la concentración de HTP y el estudio de la dinámica de las principales comunidades microbianas durante dicho proceso.