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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
El proceso de reducción bacteriana de sul-
fatos ha sido utilizado principalmente en reac-
tores biológicos a escala piloto (Tabak, Scharp,
Burckle, Kawahara, & Govind, 2003; Newcombe
& Brennan, 2010; Bekmezci, Ucar, Kaksonen, &
Sahinkaya, 2011; Kumar, McCullough, & Lund,
2011; Sánchez-Andrea
et al
., 2014). En una de
estas investigaciones se desarrolló un sistema
para tratar agua contaminada por metales de
una mina de carbón y un vertedero de residuos
fundidos en Pensilvania, usando composta de
champiñón como una fuente de carbono or-
gánico para la reducción bacteriana de sulfato
(Newcombe & Brennan, 2010). La composta de
champiñón contenía caliza, que añadía alcalini-
dad al sistema. Las concentraciones de Fe, Zn,
Mn, Ni y Cd se vieron disminuidas en más del
95% debido a la precipitación de los metales
dentro de los reactores. El pH en uno de los
sistemas aumentó desde 3.7 en el afluente hasta
6.9 en el vertido. Los efectos beneficiosos del
tratamiento pueden ser por una precipitación
del metal, dependiendo del pH en el reactor
(Newcombe & Brennan, 2010).
En el campo, el sulfuro de hidrógeno (gas
tóxico) se pierde en la atmósfera como resul-
tado de la reducción de sulfato que se produce
cuando la acumulación de materia orgánica
(hojas, césped y otros compuestos orgánicos)
se acumula en los lagos ácidos de mina. La
sucesión natural microbiana es acelerada por
la adición de materia orgánica, de preferencia
con un contenido bajo de nitrógeno y fósforo
(Kumar
et al
., 2011). El sulfuro de hidrógeno se
emite a la atmósfera a pH próximos a 6 y 7, y
por lo tanto se elimina acidez del sistema.
Kumar
et al
. concluyeron que la ventaja de
este método como medida de recuperación de
lagos de minas ácidos radica en que el pH se
eleva, y la acidez y el azufre se pierden sin crear
un problema de lodos químicos (Kumar
et al
.,
2011). Otra ventaja es que los residuos orgáni-
cos pueden servir como material crudo para el
proceso, eliminando por lo tanto otro problema
de residuos. Sin embargo, estas investigaciones
fueron hechas en laboratorio, sin comprobarse
su efectividad en el campo.
Debe mencionarse que para algunos tipos de
residuos de mina, la reducción de sulfato con la
adición de compuestos orgánicos debe evitarse,
ya que puede causar un problema de contami-
nación mayor. Por ejemplo, en algunas minas
de uranio, el radio soluble es eliminado como
un coprecipitado con bario mediante la adición
de cloruro de bario y colas de efluentes ricas en
sulfato. Estudios de laboratorio probaron que
la adición de un sustrato de carbono exógeno
provoca que la reducción de sulfato disuelva el
sulfato de radio y bario (Fedorak
et al
., 1986).
No se conoce ninguna bacteria que forme
azufre elemental directamente mediante la
reducción del sulfato, así que para esto se ne-
cesita un cultivo mixto, que conste de bacterias
reductoras de sulfato que conviertan el sulfato
en sulfuro y unas bacterias oxidantes del sulfuro
que transformen el sulfuro en azufre elemen-
tal. Sin embargo, Tabak
et al
. desarrollaron un
proceso biológico para la eliminación de sulfato
del efluente de una mina abandonada usando
melaza como fuente de carbono orgánico en un
reactor de lecho fijo anaeróbico con flujo ascen-
dente (Tabak
et al
., 2003). Las bacterias reducto-
ras de sulfato que viven simbióticamente con
bacterias de azufre fotosintéticas cooperaron
para convertir el sulfato vía sulfuro en azufre
elemental.
b) Biorremediación por medio del uso de
microbios transformadores de metales
Algunos procesos de oxidación, como la oxi-
dación del hierro ferroso y manganeso man-
ganoso, pueden llevar a la precipitación de los
mismos. Los productos de la oxidación pueden
estar acumulados en la superficie de la célula
microbiana o estar precipitados sin relación
con las células (Ehrlich, 2001). Los procesos de
reducción darían lugar también a la precipita-
ción, como la reducción del selénico o selenioso
a selenio metálico. Sin embargo, la precipitación
estará restringida a la tolerancia al metal del
organismo activo involucrado en el proceso
(Ehrlich, 2001). En un estudio previo, bacterias
pertenecientes al género
Clostridium
, actuando
