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Tecnología y Ciencias del Agua
, vol. VIII, núm. 3, mayo-junio de 2017, pp. 75-91
Pozo-Antonio
et al.
,
Tratamiento microbiano de aguas ácidas resultantes de la actividad minera: una revisión
•
ISSN 2007-2422
Factores abióticos y bióticos involucrados en
la oxidación
La producción de acidez se ve muy favoreci-
da por la finura de grano de la pirita y se ve
influenciada, entre otros factores, por la tempe-
ratura, velocidad de penetración del oxígeno,
humedad o las características hidrogeológicas
del lugar (Stumm & Morgan, 1981).
La oxidación del Fe es un mecanismo de-
pendiente del pH y Eh. La actividad microbiana
aumenta la velocidad de formación de AMD y
puede ser responsable de la mayor parte del
AMD generado, principalmente por poblacio-
nes de bacterias quimiolitotróficas acidófilas o
neutrofilas, cuyos mecanismos de actuación son
diferentes (Bonnefoy & Holmes, 2012; Dopson &
Johnson, 2012; Klein
et al
., 2013; Ilbert & Bonne-
foy, 2013). Las principales bacterias oxidantes de
Fe en la formación de los AMD son las acidófilas
del género
Thiobacillus
y las neutrófilas
Gallionela
ferrugineala
y
Leptothrix
sp. (Hedrich
et al
., 2011;
Klein
et al
., 2013), aunque pueden contribuir
también otros grupos, como el
Leptospirillum
sp., que llevan el pH a valores menores de
cuatro, donde ya puede intervenir
Thiobacillus
(Baker & Banfield, 2003; Johnson & Hallberg,
2003; Schippers
et al
., 2010; Korehi, Bloethe, &
Schippers, 2014; Joshi 2014; Jones
et al
., 2015).
El principal nutriente de estas bacterias au-
tótrofas es el CO
2
(Stumm & Morgan, 1981).
También es un importante nutriente el fósforo
que se encuentra en trazas en los AMD (Banks,
Younger, Amesen, Iversen, & Banks, 1997). El
fosfato precipita como fosfatos de Fe o es ad-
sorbido a minerales férricos (Stumm & Morgan,
1981). Otro nutriente importante es el nitrógeno
presente en los nitratos que habitualmente se
encuentran en los AMD como consecuencia del
uso de explosivos de N en las actividades mine-
ras (Banks
et al
., 1997). Otra fuente importante
de N es el amonio, cuya falta puede provocar la
reducción de la actividad bacteriana (Tuovinen,
Panda, & Tsuchiya, 1979).
Mientras que la oxidación del ion ferroso
es termodinámicamente favorable, su cinética
es muy lenta cuando los valores de pH son
menores que cuatro. Sin embargo, las bacterias
oxidantes
Thiobacillus ferrooxidans
utilizan la
energía y pueden aumentar de forma significa-
tiva su tasa de oxidación (IPAT-UNESCO, 2000).
Las bacterias que actúan como catalizadores
aceleran esta reacción de 4 a 50 veces, con el
consiguiente aumento de la acidez de las aguas
(Johnson & Hallberg, 2003).
Por tanto, existen diversos procedimientos
de naturaleza física, química y biológica para
inhibir o reducir la acidez de los AMD. Esta
revisión está centrada en las técnicas que actúan
sobre los microorganismos oxidantes del Fe in-
hibiendo su actividad (técnicas preventivas), a
través del empleo de bacterias, detergentes anió-
nicos, conservantes biológicos o vegetación, y en
aquellas estrategias centradas en el empleo de
microorganismos que reducen la acidez de los
AMD (técnicas de remediación), en particular a
través del uso de microbios transformadores de
azufre y de metales, y la creación de humedales.
Prevención: inhibición microbiana de los
AMD
Tal y como afirmaron Johnson y Hallberg en
su revisión bibliográfica, es considerablemente
más rentable tratar el residuo y prevenir las
condiciones que causan el deterioro que tratar
las aguas ya degradadas (Johnson & Hallberg,
2005). La naturaleza del problema de acidez
depende del origen del residuo minero y su
grado de meteorización, y esto debe tenerse en
cuenta para determinar el método adecuado
para el postratamiento. El uso final deseado
del área que ocupan los residuos mineros poten-
cialmente generadores de AMD es también un
factor crucial para la elección de las acciones de
prevención. Los microorganismos influyen en la
movilidad de los metales en el residuo de mina
de muchas maneras. Algunos microorganismos
causan una movilización del metal, mientras
que otros contribuyen a que la disponibilidad
del metal sea limitada (Solano, 2005; Hallberg,
2010). La influencia de los microorganismos en
la movilidad del metal depende de cuál de estos
procesos domina.
