Biorremediación bacteriana de suelo contaminado con fluidos y residuos de perforación mediante diferentes métodos

Abstract

Se conoce que la industria del petróleo aunque posee programas eficientes de seguridad en sus operaciones, no obstante, al realizarlas produce impactos al ambiente circundante, desde la disposición final de los fluidos y residuos de perforación hasta derrames de crudo como consecuencia de grupos ilegales. Estas afectaciones al ambiente han sido tratadas mediante métodos físicos y químicos, sin embargo los tratamientos biológicos como la biorremediación han demostrado alta efectividad costo-beneficio. Por lo tanto, la presente investigación se propuso evaluar la influencia de la biorremediación bacteriana empleando atenuación natural, bioaumentación y bioestimulación a escala de laboratorio en suelos impactados con fluidos y residuos de perforación. Para el desarrollo de la investigación, se propusieron varios estimulantes orgánicos (melaza, Tween 80, Leonardita, D-limoneno) para activar los consorcios autóctonos presentes en el suelo. De esta manera se implementaron 7 tratamientos correspondientes a un control (C), Atenuación Natural (A), Bioaumentación (B) mediante adición de 10% (p/p) compost para incrementar la densidad bacteriana, Bioestimulación (Bs), Bioestimulación + Tween 80 (BsT) con concentración de 25 CMC, Bioestimulación + Tween 80 + Leonardita (BsTL) con concentración al 3% (P/V) y finalmente Bioaumentación estimulada + Tween 80 + Leonardita + D-limoneno (BL); para los tratamientos de bioestimulación se usó Urea como fuente de nitrógeno y Tripolifosfato de sodio como fuente de fósforo, los cuales fueron determinados mediante el método de McCarty, además de adiciones periódicas de melaza como co-sustrato. Los métodos propuestos se evaluaron durante 90 días, con lo cual el tratamiento de atenuación natural (A) obtuvo el menor porcentaje de degradación llegando a 28%, del mismo modo el tratamiento de control (C) presentó una degradación del 76% que fue atribuida a la presencia de HCl al 2M como inhibidor del crecimiento bacteriano. La bioaumentación (B) tuvo una disminución del 76% que fue superior al 66% obtenido por la bioestimulación (Bs) y el 69% de la bioestimulación + T80 + Leonardita (BsTL). Los tratamientos más eficientes fueron la bioestimulación + T80 (BsT) con 83% y la bioaumentación estimulada (BL) con 88%. Mediante una prueba de toxicidad con el organismo Eisenia Fetida, se demostró una estabilidad en la toxicidad de los tratamientos más eficientes, que puede ser atribuida a la presencia de aditivos desconocidos de los fluidos y residuos de perforación, igualmente, con un análisis de diversidad microbiana se pudo visualizar un cambio en los géneros al finalizar los tratamientos, promoviendo aquellos que presentan mayor tolerancia a los hidrocarburos. Con base en los resultados anteriormente mostrados, se pudo concluir un efecto positivo de los estimulantes propuestos, en los tratamientos B, Bs, BsT, BsTL y BL, llegando a obtener concentraciones menores a 5000 ppm de HTP remanentes como dicta la resolución 1170 de 1997.

Abstract: It is known that the petroleum industry although it has efficient safety programs in its operations, nevertheless, when carried out, it produces impacts to the surrounding environment, from the final disposal of fluids and drilling residues to oil spills as a consequence of illegal groups. These effects on the environment have been treated by physical and chemical methods, however biological treatments such as bioremediation have shown high cost-benefit effectiveness. Therefore, the present investigation aimed to evaluate the influence of bacterial bioremediation using natural attenuation, bioaugmentation and biostimulation at a laboratory scale in impacted soils with fluids and drilling residues. For the development of the research, several organic stimulants (molasses, Tween 80, Leonardite, D-limonene) were proposed to activate the autochthonous consortiums present in the soil. In this way, 7 treatments were implemented corresponding to a control (C), Natural Attenuation (A), Bioaugmentation (B) by adding 10% (w / w) compost to increase bacterial density, Biostimulation (Bs), Biostimulation + Tween 80 (BsT) with concentration of 25 CMC, Biostimulation + Tween 80 + Leonardite (BsTL) with 3% concentration (P / V) and finally stimulated bioaugmentation + Tween 80 + Leonardite + D-limonene (BL); for the biostimulation treatments Urea was used as a source of nitrogen and sodium tripolyphosphate as a source of phosphorus, which were determined by the McCarty method, in addition to periodic additions of molasses as a co-substrate. The proposed methods were evaluated during 90 days, with which the natural attenuation treatment (A) obtained the lowest percentage of degradation reaching 28%, in the same way the control treatment (C) presented a degradation of 76% that was attributed to the presence of 2M HCl as an inhibitor of bacterial growth. Bioaugmentation (B) had a decrease of 76%, which was higher than 66% obtained by biostimulation (Bs) and 69% of biostimulation + T80 + Leonardite (BsTL). The most efficient treatments were biostimulation + T80 (BsT) with 83% and stimulated bioaugmentation (BL) with 88%. Through a toxicity test with the Eisenia Fetida organism, a stability in the toxicity of the most efficient treatments was demonstrated, which can be attributed to the presence of unknown additives from fluids and drilling residues, also, with an analysis of microbial diversity It was possible to visualize a change in the genera at the end of the treatments, promoting those that have greater tolerance to hydrocarbons. Based on the results previously shown, it was possible to conclude a positive effect of the proposed stimulants, in the treatments B, Bs, BsT, BsTL and BL, reaching lower concentrations of 5000 ppm of HTP as dictated by resolution 1170 of 1997.