BIO-REMEDIACION DE SUELO CONTAMINADO CON PETROLEO · PDF fileBIO-REMEDIACION DE SUELO...

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  • BIO-REMEDIACION DE SUELO CONTAMINADO CON PETROLEO CRUDO EN LOTES PETROLEROS DE LA SELVA NORTE DEL PERU.

    Autor: C. Olea1, M. Mauricio1 y G. Prudencio2 1Pluspetrol Norte S.A. 2CAREC Perupetro

    SINOPSIS

    En el Lote 8 de Perú, debido a la actividad extractiva del petróleo crudo, ha ocurrido contaminación de suelo y agua a causa de derrames o fugas de petróleo crudo, como por ejemplo la plataforma 57X, donde existe contaminación de suelos con petróleo crudo que data del periodo del anterior operasdor del lote y que hasta ese momento no había sido remediada. Debido a esta circunstancia, el Departamento de Asuntos Ambientales y Seguridad Industrial de Pluspetrol auspició un trabajo de tesis de remediación por bacterias para que estas sean usadas en la remediación de áreas contaminadas con petróleo crudo como la plataforma 57XC. Para la tesis se efectuó un estudio y trabajo de investigación en laboratorio para determinar el mejor método de solución. El resultado fue aislar 6 cepas bacterianas bioremediadoras que luego fueron usadas en la remediación in-situ de la plataforma 57X. El impacto de los derrames de petróleo crudo en tierra tuvo una extensión de 1200 m2 y un volumen estimado de 540 m3, procediéndose a efectuar la limpieza del área retirando un volumen aproximado de 168 m3 en material orgánico (hojas, tallos, raíces, maderas, etc.) manchado con petróleo crudo. Se caracterizó el contaminante determinándose el nivel de TPH inicial de 22% en peso, posteriormente se estimuló el crecimiento de algas autóctonas que proporcionaron el oxígeno necesario a las bacterias, luego se agregó el nutriente nitrogenado (úrea) y, finalmente, se inoculó 540 litros de cultivo bacteriano, que se había preparado en un bio reactor tipo air lift. Después de un periodo de 6 meses de bioremediación, se obtuvo una disminución en la concentración de hidrocarburos de 45,45% y obteniéndose un TPH final de 12%. Después de 6 meses se procedió a re vegetar el área, transplantando especies autóctonas y además que tuvieron un potencial remediador, no se observó ningún problema en su desarrollo.

    INTRODUCCION

    La Bio-remediación, definida como el uso de microorganismos vivos para reducir, o eliminar, riesgos ambientales como resultado de la acumulación de desechos peligrosos, está basada en el uso natural de microorganismos para restaurar sitios contaminados y proteger el ambiente. Objetivo Restaurar los terrenos contaminados con petróleo crudo temporizado, proveniente de los pasivos ambientales originados por de derrames de petróleo, utilizando la técnica de bio remediación.

    DESARROLLO 1.- Trabajo de laboratorio La existencia de bacterias que se alimentan de petróleo crudo fue conocida por la industria petrolera durante mas de 50 años. En 1947 el Instituto Scripps de Oceanografía describió los primeros métodos bacterianos para recoger petróleo crudo. Fue en los años cincuenta cuando la industria

  • petrolera comenzó a experimentar utilizando microorganismos para eliminar aguas de desecho de refinerías y de las operaciones en campos petroleros. Los procesos principales que remueven los hidrocarburos del petróleo son la evaporación y la biodegradación, esta última puede degradar entre el 40 % y el 90% del petróleo, dependiendo de la composición del petróleo y de la mezcla bacteriana utilizada. Debido a que el petróleo crudo es una mezcla de hidrocarburos, que pueden ser clasificados como saturados y aromáticos, se utiliza una mezcla de microorganismos que tienen la capacidad de metabolizar las diferentes fracciones hidrocarbonadas, produciendo, como material de desecho, ácidos grasos, CO2, agua y biomasa, los cuales son inofensivos para el medio ambiente. Esta biomasa hidrocarburolítica dismuye su población después de concluir su labor de descontaminación, debido a que ya no cuenta con su fuente principal de carbono que son los hidrocarburos. Por ello la tecnología de la bioremediación es la medida más eficaz que se debe perseguir para la descontaminación de derrames petroleros, pues no producen efectos negativos en el ecosistema. El objetivo de esta técnica es, básicamente: - Aislar e identificar cepas bacterianas bio remediadoras. - Evaluar cepas bacterianas bio remediadoras sobre suelo contaminado con petróleo crudo. Material y Métodos Población y muestra en estudio: Para el presente trabajo la población estuvo representada por todas las cepas bacterianas bio remediadoras (degradadoras y emulsificantes de petróleo crudo), aisladas de muestras de agua y borra de las pozas API, de suelos contaminados con petróleo crudo, de desechos sólidos base aceite (lodo de perforación) y petróleo crudo de pozos petroleros del lote 8. Material, instrumento y equipo de laboratorio y campo. Material Biológico: Muestras de agua y de borra de las pozas API, suelos contaminados con petróleo crudo, desechos sólidos base aceite (lodo de perforación) y petróleo crudo. Material de Laboratorio: - Frascos de vidrio de 100 cc. - Muestreador - Placas petri - Matraces de 1 lt. - Pipetas de 1ml y 10ml - Tubos con tapones de jebe de 13x100 - Anzas, mechero - Parafina - Agua destilada estéril - Tubos de prueba - Cinta de pH - Petróleo crudo del pozo 57X (Corrientes) - Nutrientes tipo NPK Equipos de laboratorio: - Estufa de 40°C Centrífugas - Microscopio Balanza - Horno Autoclave Medios de cultivo: - Agar tryptosa soya - Medio nitrogenado - Caldo extracto de levadura- etanol Metodología:

  • Toma de Muestra: Para la toma de muestra se preseleccionaron tres áreas del lote 8 tales como: Yanayacu, Pavayacu y Corrientes. Los lugares de cada una de las áreas que se muestrearon, fueron: Area de Yanayacu Plataforma 38X:

    Suelo contaminado con petróleo crudo (1-38X). Borra de la poza API (2-38X). Suelo contaminado con lodo.

    Plataforma 22X: Agua de la poza API. Borra de la poza API.

    Laguna natural de Batería 3: Borra de la laguna natural de bateria 3. Suelo contaminado con petróleo crudo.

    Plataforma 60X: Petróleo crudo del pozo N°60 Area de Pavayacu.

    Area de Pavayacu Plataforma 1104:

    Borra de poza API. Agua de la poza API.

    Plataforma 1107: Desecho sólido base aceite (lodo de perforación).

    Plataforma 144: Tierra con petróleo de la poza API.

    Area de Corrientes Plataforma 1003:

    Residuo sólido base aceite. Tierra contaminada.

    Plataforma 1001: Borra y agua de la laguna ubicada en las cercanías de la plataforma 1001.

    Plataforma 33X: Tierra contaminada ubicada debajo de la plataforma.

    Plataforma 44X: Borra y agua de la poza API.

    Plataforma 57X: Suelo contaminado alrededor de la plataforma. Borra y agua de la poza API.

    De estas muestras se tomaron 500 ml. ó 500 g., según el tipo de muestra, y se procesaron con el fin de aislar nuestras cepas bacterianas bio remediadoras. Procesamiento de las muestras Aislamiento de cepas bacterianas: - Tomar 10 g. de muestras sólidas y agregar 90 ml. de agua destilada estéril (dilución: 10-¹); para las muestras líquidas no fue necesario hacer diluciones. - Tomar 10 ml. de muestra líquida o dilución de la muestra sólida, e inocular a 45 ml. de caldo nitrogenado con petróleo crudo del pozo 57XC (1.6 %). - Incubar a 42ºC por 24horas.

  • - Trancurrido el tiempo de incubación, se tomó 10 ml del sistema anterior y se le agregó el caldo nitrogenado con petróleo crudo del pozo 57XC (3.2 %). - Incubar a 42°C por 24horas. - Transcurrido el tiempo de incubación; se sembraron por estrías para aislamiento de colonias en placas, con agar Petróleo. - Incubar a 42ºC por 24 horas. - Transcurrida la incubación, efectuar tinción Gram y aislar las colonias en tubos con agar Petróleo. - Incubar a 42°C por 24 horas. - Después resembrar en tubos con agar triptosa de soya, considerando el origen de la muestra, diferencias externas y tinción Gram. - Incubar a 42ºC por 24 horas. - Observar el crecimiento y después taponar los viales con tapones de jebe y sellarlos con parafina. - Guardar en cepario a 4ºC. - Las cepas bacterianas se aislaron para ser sometidas a las pruebas de capacidad degradativa y emulsificante del petróleo crudo. Selección de cepas bacterianas biorremediadoras. Capacidad degradativa de petróleo de las cepas bacterianas: (Westakle et-al 1988). - Colocar en frascos de vidrio 50 ml de medio nitrogenado con 0.5 ml. de petróleo crudo. - Agregar 5 ml. de cepa bacteriana estandarizada al nefelómetro #3 de Mc. Farland. - Incubar cada sistema a temperatura ambiente (25-28ºC) por 21 días. - Medir diariamente los siguientes parámetros para determinar la capacidad degradativa. Producción de biomasa: peso seco. Pesar un crisol (P1). Agregar al crisol 1,0 ml del contenido del sistema. Llevar al crisol a 60-70ºC por 1 hora. Pesar nuevamente el crisol (P2) para determinar el peso seco (PS) expresado en g/ml: Ps= P2-P1. Se efectuaron estos pasos diariamente. Se anotaron los resultados para establecer curva de crecimiento. Determinación de valores cinéticos. Con los datos obtenidos de la producción de peso seco se determinaron los valores cinéticos, con las siguientes fórmulas. - Velocidad específica de crecimiento (u)

    TiTf

    XiLnXfLnu − −

    =

    Donde: Xi = Biomasa inicial Xf = Biomasa final Ti = Tiempo inicial Tf =Tiempo final - Productividad (Pr)