Aplicación de modelos matemáticos al estudio de la dinámica de poblaciones durante la biorremediación de suelos contaminados con hidrocarburos

DEL PANNO MARÍA T.; MORELLI IRMA S.

Libro SETAC “Salud Ambiental y Humana: Una Visión Holística”

SETAC Press

Lugar: Buenos Aires; Año: 2006; p. 163 - 165

Las comunidades microbianas y su entorno abiótico componen el ecosistema donde las diferentes poblaciones llevan a cabo los ciclos biogeoquímicos de la materia. Las interacciones entre las diferentes poblaciones en un ecosistema pueden ser expresadas mediante relaciones matemáticas. A través de la aplicación de modelos a sistemas sencillos es posible utilizar las cinéticas de eliminación de un contaminante en suelo para estimar los parámetros del crecimiento de las poblaciones microbianas. Schmidt (1992) estableció una familia de modelos que se fundamentan en el desarrollo de los microorganismos a expensas de un sustrato, mientras la velocidad de crecimiento es controlada por otro sustrato o factor ambiental. Se muestra su aplicación a sistemas de suelo contaminados con un hidrocarburo puro (fenantreno) y con un residuo petroquímico (contenido de hidrocarburos: 91g/Kg). Los parámetros de crecimiento estimados a través de la cinética de eliminación del contaminante son comparados con los obtenidos directamente de la cinética de crecimiento de poblaciones determinada por recuento de bacterias degradadoras. La cinética de eliminación del fenantreno muestra un buen ajuste (R2: 0,987) con el modelo IV de Schmidt. La velocidad de crecimiento del sistema (0,220± 0,030 1/día) coincide con la obtenida a través del recuento de la población degradadora de fenantreno (0,256± 0,076 1/día). Considerando que la velocidad de crecimiento estimada por el modelo describe la dinámica de la comunidad total del suelo entonces la semejanza observada permitiría concluir que la población degradadora es la población representativa de la comunidad microbiana responsable de la degradación del fenantreno. Del ajuste al modelo se infiere una cinética de eliminación con crecimiento asociado.  La cinética de eliminación de los hidrocarburos (medidos por CG-FID) en los sistemas contaminados con el residuo petroquímico también ajusta con el modelo IV (R2: 0,967), sin embargo las velocidades de crecimiento estimadas son extremadamente bajas y significativamente diferentes a las determinadas en forma directa a partir del crecimiento de la población degradadora de hidrocarburos (0,095-0,140 1/día ). El rápido crecimiento inicial de la  población degradadora no ocurriría a expensas de los hidrocarburos de la mezcla y no sería relevante en la dinámica del sistema completo. Del ajuste al modelo se infiere una cinética de eliminación sin crecimiento asociado.La aplicación de modelos simples de cinética de eliminación de sustrato en relación con la actividad microbiana resulta efectiva para la interpretación del comportamiento de las poblaciones microbianas durante procesos de biorremediación.