Biodegradación de crudo de petróleo en terrarios

Abstract

En Perú se registran derrames de petróleo desde 1978, los cuales contaminan el medio ambiente. Ante este problema surge la biorremediación como alternativa de solución, la cual es el tratamiento biológico de suelos, agua y aire, mediante la biodegradación. En el trabajo se evaluó la biodegradación de crudo de la refinería “La Pampilla” en suelos de cultivo de una zona aledaña a la huaca San Marcos contenidos en terrarios, con la finalidad de determinar la importancia de consorcios bacterianos y factores ambientales en la degradación de hidrocarburos. En una primera etapa, se aislaron bacterias oleofílicas a partir de muestras de suelo de Trompeteros, Iquitos, según el método planteado por Merino, 1998, para seleccionar un consorcio bacteriano de elevada capacidad degradativa (C.D) en laboratorio, la C.D se determinó mediante la prueba de actividad emulsificante (A.E) planteada por Goldman y col. en 1982 y por la prueba de actividad degradativa (A.D) según Mills y col. en 1978. La biodegradación de petróleo se evaluó con la tecnología Landfarming, utilizada por Belloso y col. en 1998. El petróleo presentaba 95.77 % de hidrocarburos saturados acíclicos y el suelo de cultivo era fértil franco arenoso con 0.0015 % de Carbono, 2.6% de Nitrógeno, 0.005% de Fósforo y 0.49% de Potasio. Se acondicionaron tres terrarios cada uno con 30 kg de suelo de cultivo contaminado con petróleo. El control abiótico donde se determinó la degradación por factores ambientales, el segundo donde se evaluó la degradación por bacterias nativas y el último donde se inoculó el consorcio bacteriano exógeno seleccionado en laboratorio. Cada treinta días se determinó: hidrocarburos totales, humedad, pH, número de microorganismos aerobios mesófilos, número de microorganismos oleofílicos, temperatura y tiempo. Los terrarios fueron expuestos a la intemperie durante noventa días. Se aislaron cientoventinueve cepas bacterianas, de las cuales, 99.22% presentaron A.E que fluctuó entre 0.75 y 3.66 UAE/mL (unidades de actividad emulsificante) Las cepas bacterianas de mayor A.E fueron: Pseudomonas aeruginosa 4k-1, Bacillus sp. 6Bh-1 y Serratia rubidae 6B9, las que presentaban una A.E de 3.66 UAE/mL, 1.676 UAE/mL y 2.72 UAE/mL respectivamente y una actividad de tres (3+) equivalente a una A.D. buena. En cuanto a la biodegradación, a los noventa días se obtuvo, 92.5 % de degradación en el terrario del consorcio bacteriano exógeno, respecto a 60 % del terrario del consorcio nativo y a 55 % del terrario denominado control abiótico. Según la Regresión múltiple de Stepwise, en la degradación de hidrocarburos, influyeron los microorganismos con un coeficiente estándar del 0.883 y una confiabilidad próxima al 100%. Se concluyó que en suelos de Trompeteros, Iquitos, existen bacterias oleofílicas, con las cuales se puede formar un consorcio bacteriano capaz de degradar significativamente el crudo de petróleo a nivel de terrarios con una confiabilidad próxima al 100 %. Palabras clave: biorremediación, crudo, huaca, biodegradación, consorcio, saturados acíclicos, oleofílicos, emulsificante, tecnología landfarming, terrarios, control abiótico, exógeno, aerobios mesófilos, regresión múltiple de Stepwise, coeficiente estándar, confiabilidad.

In Peru, oil spills that pollute the environment were registered since 1978, so the bioremediation was proposed as biological treatment of soil, air and water based on biodegradation. At this work it was tested the crude oil biodegradation of the “La Pampilla” refinery in field soils that were near San Marcos’ huaca to determine the activity of microorganisms and environmental factors in hydrocarbon degradation. First, the oleofilic bacteria were isolated from Trompeteros, Iquitos soils with Merino’s method, 1998, to select a high degradative capacity bacterial consortium at lab and determine the degradative capacity by the assay of emulsificant activity of Goldman et al., 1982 and the degradative activity of Mills et al. 1978. The crude biodegradation was tested with the landfarming technology used by Belloso et al., 1998. The oil had a 95.77% of saturated acyclic hydrocarbons, at the same time the soil used was classified as fertile with a concentration of 0.0015% of Carbon, 2.6% of Nitrogen, 0.005% of Phosphorus and 0.49% of Potassium. It was used three containers each one with 30 kg of field soil polluted with oil: The abiotic control where it was determined the environmental factors biodegradation, the second where it was tested the native bacteria degradation and the last where the exogenous consortium chosed at lab was inoculated. Each thirty days it was quantified: total hydrocarbons, moisture, pH, number of aerobia mesofilic microorganisms, number of oleofilic microorganisms, temperature and time. The soils in the containers were exposed at the environment during ninety days. In the isolation it was found 129 strains, 99.2% had a emulsificant activity since 0.75 until 3.66 UAE/mL, emulsificant activity units. The strains with highest emulsificant activity were: Pseudomonas aeruginosa 4k-1, Bacillus sp. 6Bh-1 and Serratia rubidae 6B9, wich had 3.66 UAE/mL, 1.676 UAE/mL and 2.72 UAE/mL respectively and a degradative activity of three (3+) equal to good activity. About the biodegradation, after ninety days we obtained 92.5% of biodegradation using the exogenous consortium compared with a 60 % of biodegradation produced by the native consortium and 55 % of degradation in the abiotic control. Besides it was applied the Stepwise Regression Model for the Variables Selection and found that only the microorganisms were important in the biodegradation process, with a standardized coefficient of 0.883 and about 100% of reliability. It was found that there are oleofilic bacteria at Trompeteros, Iquitos’soil , and that it’s posible to get a bacterial consortium wich is able to oil biodegradation with a reliability of 100 %. Key words: bioremediation, crude oil, huaca, biodegradation, consortium, saturated acyclic, oleofilic, emulsificant, landfarming technology, containers, abiotic control, exogenous, aerobia mesofilic, Stepwise Regression Model, Standardized coefficient, reliability.