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Evaluacion de la efectividad del biosurfactante Brosplus en la biodegradacion de un crudo pesado en un suelo arenoso al sur del estado Anzoategui.

Evaluation of the effectiveness of biosurfactant Brosplus in the biodegradation of a heavy crude in a sandy soil in southern Anzoategui

Avaliacao da efetividade do biosurfactante Brosplus na biodegradacao de um petroleo pesado num solo arenoso ao sul do estado Anzoategui

INTRODUCCION

Los derrames por petroleo a nivel global han ocurrido desde hace muchas decadas, lo que ha generado una diversidad de tecnologias para la contencion y limpieza de los suelos impactados. En el caso del agua, se pueden utilizar procesos fisicos, quimicos y biologicos para recuperar y remover petroleo. El impacto ambiental de los derrames de crudo en Venezuela y especialmente en el estado Anzoategui ha dejado miles de hectareas afectadas, sin dejar a un lado los kilometros de rios y quebradas afectados. Estos danos a las fuentes hidricas, suelos, aire, fauna y vegetacion, como resultado de la actividad de la extraccion del petroleo, son practicamente irremediables, ya que los procesos de descontaminacion no alcanzan a cubrir todas las areas afectadas y se realizan mucho tiempo despues de que el crudo ha penetrado al ecosistema.

La National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) de Estados Unidos, ha discutido el uso de la mayor parte de las tecnologias no biologicas, para la recuperacion de suelos contaminados con petroleo, las cuales utilizan metodos de ingenieria y tratamientos quimicos, estos metodos de i n gen i eria con si d eran l a excavacion y los rellenos sanitarios, lavado del suelo, tratamientos termicos y electricos, adicion de fosfatos, sustancias altamente adsorbentes (zeolitas, aminosilicatos, entre otras), encalado y agentes quelatantes. Sin embargo, existen evidencias de que algunas de estas tecnologias pueden causar danos a la biota e impedir la recuperacion de ciertos habitats y tienen limitaciones economicas (Vangronsveld y Cunningham 1998, Hoff et al, 2002, Dutrieux et al, 1990). Por lo anterior, los nuevos esfuerzos se han enfocado hacia el uso de tecnologias que promuevan los procesos naturales de remocion de contaminantes. La biorremediacion es una de de estas tecnologias emergentes y ambientalmente pertinentes.

La biorremediacion de suelos contaminados es una tecnica de tratamiento que tiene como objetivo utilizar el potencial del micro biota autoctona o exogena, para degradar los compuestos organicos constituyentes de los residuos, con la consecuente disminucion de la toxicidad. Esta tecnologia es, en general, eficiente y economica cuando se compara con las alternativas fisicas y fisicoquimicas convencionales de tratamiento de suelos (Oliveira y De Franca, 2005). Las consideraciones ambientales y economicas dieron impulso a la elaboracion de esta investigacion, la cual busco evaluar la efectividad del biosurfactante Brosplus en la biodegradacion del contenido de aceites y grasas en un suelo arenoso contaminado con petroleo pesado.

MATERIALES y METODOS

Muestreo

El metodo de muestreo fue Simple al Azar, ya que los sitios contaminados en estudio en este trabajo, poseian una distribucion de concentraciones de hidrocarburos desconocida.

Analisis Quimicos

Gravimetria: porcentaje de aceite y grasa metodo de retorta Se realizo por la metodologia descrita en el Standard Methods, segun la norma internacional APHA 5520. (APHA, 1995). (Equipo Retort Kit with Thermostat 115V, mod. 16500-1).

Textura metodo de Bouyouco. Solucion extractora de Bray (Para P y K).

Solucion extractora Morgan Modificado pH 4,2 (Para Ca y Mg). Potenciometrico para pH 1: 2,5 en agua.

Conductimetro para Conductividad Electrica (C.E) 1:5 en agua a 25[grados]C.

Contenido de materia organica por el metodo de combustion humeda (Walkley y Black modificado).

Los metodos aplicados para el analisis fisico y quimico del suelo se realizaron siguiendo las metodologias estandarizadas del manual de metodos y procedimientos de referencia (Gilabert et al, 1990).

RESULTADOS Y DISCUSION

Los resultados de algunos parametros de la caracterizacion fisica y quimica del suelo sin petroleo se presentan en el cuadro 1. Se trata de un suelo con 90 % arena, bajo contenido de arcilla y limo (6 y 4%), bajos contenidos de fosforo, calcio, magnesio y materia organica, por lo que este suelo impactado no tiene concentracion inhibidora de macronutrientes, que son elementos importantes para la produccion de biomasa y, por lo tanto la biodegradacion en condiciones aerobicas provocada por la agitacion del suelo en los ensayos. Ahora bien considerando que las arenas presentan elevada area superficial, los fenomenos de adsorcion de los contaminantes en esos materiales no son favorecidos, tambien facilita el proceso de solubilidad de los contaminantes y, por consiguiente que puede favorecer la biodegradacion por una mejor transferencia de masa del oxigeno del aire atmosferico y el suelo, debido a la porosidad [Marin et al, 2005, Trindade et al, 2005). El pH del suelo obtenido (5,2) se considera adecuado para la actividad de biodegradacion de hidrocarburos por bacterias y hongos en suelos impactados por crudos (Franco et al, 2004).

De acuerdo con la conductividad electrica del suelo (C.E 0,010 dS/m), puede decirse que es un suelo normal en salinidad, es decir, que las propiedades morfologicas y fisiologicas del perfil no estan influenciadas por el caracter salino, por ende no tiende a cambiar el contenido de agua en el suelo lo que facilita la biodegradacion de los hidrocarburos.

En el cuadro 2 se muestran los parametros fisico quimicos del suelo despues de los 61 dias de tratamiento con el producto Brosplus, se visualiza que no se existen diferencias significativas en cuanto a las concentraciones de los nutrientes analizados (Fosforo, Potasio, Calcio y Magnesio) tanto en el suelo sin crudo como en el suelo contaminado, las diferencias significativas se observan en la variable pH entre los tratamientos aplicados al suelo a lo largo de los 61 dia, el metabolismo de las fracciones leves y pesadas de petroleo produce diversos tipos de acidos organicos que pueden reducir el pH del suelo y este hecho da evidencias de una microbiota metabolicamente activa (Watson et al, 2002). En cuanto a la conductividad electrica se detalla que no hubo un aumento significativo despues de la incorporacion del producto comercial lo cual puede ser explicado a la baja concentracion de sales que puede contener dicho producto comercial. Otro hecho que se puede considerar es el aumento del porcentaje de degradacion de materia organica en el suelo impactado a medida que se aumentaba la dosis del producto lo cual demuestra la afectividad de producto en la degradacion del contenido del material organico presente en el suelo Impactado. Los porcentajes de eficiencias de blodegradaclon de aceites y grasa (fig. 1) obtenidos en el ensayo estuvieron entre un 87 y 39 por ciento respectivamente con respecto a lo que tenia el suelo inicialmente, lo que Indica un porcentaje de eficiencia satisfactoria del producto utilizado para la blodegradaclon del crudo pesado presente en el suelo impactado.

CONCLUSION

1. Para cada uno de los tratamientos se alcanzaron diferentes porcentajes de remocion de aceites y grasas, siendo la dosis de 15 mL la que presento mayor eficiencia.

2. Los resultados de blodegradaclon de los contenidos de aceites y grasas encontrados son alentadores y revelan el exito del blotratamlento con el blosurfactante Brosplus como una alternativa para blodegradar el contenido de aceites y grasas en un suelo arenoso impactados con crudo pesado debido a la poca inversion que requiere el costo de este producto.

RECOMENDACION

Es esencial realizar estudios de seguimiento a largo plazo despues de haber implementado un proyecto de biorremediacion para monitorear las propiedades fisicoquimicas del suelo, la biota y flora del suelo.

Recibido: 20-2-14; Aprobado: 21-3-14

BIBLIOGRAFIA

APHA. (1995). Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater. Grasas y aceites 18th ed. APHA_AWWA-WEF.

Dutrieux, E., Martin F. y Debray A. (1990). Growth and mortality of Sonnerratia caseolaris planted on an experimentally oil-polluted soil. Marine Pollution Bulletin 21,62-68.

Franco, I., Contin, M., Bragato G. y De Nobili, M. (2004). Microbial resilience of soils contaminated with crude oil. Geoderma 121,17-30.

Gilabert, J; I. Lopez y R. Perez. (1990). Manual de Metodos y Procedimientos de Referencia. FONAIAP Serie D. No 26.

Hoff R., H., Proffitt E., Delgado P., Shigenaka G., Yender R. y Mearns, J. (2002). Oil Spills in mangroves. Planning & Response Considerations. National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA). EUA. Technical Report.

Marin, A., Hernandez, T. y Garcia, C. (2005). Bioremediation of oil refinery sludge by landfarming in semiarid conditions: influence on soil microbial activity. Environmental Research. 98, 185-195.

Oliveira, J. y De Franca, F. (2005). Increase in removal of polycyclic aromatic hydrocarbons during bioremediation of crude oil contaminated sandy soil. Applied Biochemistry and Biotechnology l. 121-124, 593-603.

Trindade,.O., Sobral L., Rizzo, C., Leite, G. y Soriano, A. (2005). Bioremediation of a weathered and a recently oil-contaminated soil from Brazil: a comparison study. Chemosphere 58, 515-522.

Vangronsveld, J. y Cunningham, S. (1998). Metal contaminated soils. In situ inactivation and phytorestoration. R.G. Landes Company. Georgetown, TX.

Watson, S. Jones, M., Swannell, .P y Van Duin, C.(2002). Formation of carboxylic acids during aerobic biodegradation of crude oil and evidence of microbial oxidation of hopanes. Organic Geochemistry. 33, 1153-1169.

Jesus Bastardo (1) Edwin Acendra (2)

(1) LcdooQuimo, Jefe del Laboratorio de Suelos Plantas y Aguas del INIAAnzoategui, ibastardo@inia.gob.ve. jrbastardo@gmail.com

(2) IngoPetro. Gerencia de Ambiente PDVSA-San Tome, division Ayacucho, e-mail: erwina1982@hotmail.com.

Leyenda: Figura 1. Porcentajes de eficiencia de biodegradacion de aceites y grasas en el suelo segun las dosis del Brosplus.
Cuadro 1. Caracterizacion fisica y quimica del suelo sin el crudo.

Parametro                   Valor

Arcilla                       6
Arena (%)                     90
Limo (%)                      4
P disponible ([micro]g/g)     2
Kdisponible ([micro]g/g)      20
Ce disponible ([micro]g/g)    37
Mg disponible ([micro]g/g)    37
PH                            5,2
% M.O                        0,705
C.E (dS/m)                   0,01

Cuadro 2. Algunos parametros del suelo estudiado despues de los 61
dias de tratamiento con Brosplus.

Parametro                   5 mL de    7,5 mL de  10 mL de   15 mL de
                            Brosplus   Brosplus   Brosplus   Brosplus

Artilla (%)                 88         87         88         88
Arena (%)                   10         10         10         10
Limo (%)                    2          3          2          2
P disponible ([micro]g/g)   0,07       0,00       0,08       0,2
K disponible ([micro]g/g)   13         10         10         10
Ca disponible               20         20         20         23
  ([micro]g/g)
Mg disponible               19         16         17         10
  ([micro]g/g)
PH                          5,6        6,1        6,4        6,7
% M.O                       6,8        4,8        3,6        1,7
C E (dS/m)                  0,02       0,02       0,03       0,03

Cuadro 3. Porcentaje de aceites y grasas (% A y G) del material antes
y despues del tratamiento.

Dosificacion con     (% A y G) antes    (% Ay G) despues
BROS PLUS en (mL)    del tratamiento    del tratamiento

5.0                                       7,60
7,5                      12,48            4,04
10,0                                      3,90
15,0                                      1,60
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Title Annotation:Agronomia
Author:Bastardo, Jesus; Acendra, Edwin
Publication:Geominas
Date:Apr 1, 2014
Words:1921
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