Biorrecuperación de suelos contaminados con diesel, mediante biopilas utilizando estrategias de bioaumentación y bioestimulación

Abstract

RESUMEN: La creciente industrialización y el uso de derivados del petróleo ha generado la liberación de grandes cantidades de hidrocarburos provocando graves problemas de contaminación de suelos, algunos de ellos tóxicos para el ambiente y la salud humana. El objetivo de este trabajo fue implementar un sistema de remediación; biopilas aireadas manualmente para la recuperación de suelos contaminados con hidrocarburos derivados de diesel. Para ello se extrajo 150 kg de suelo sin contaminar con alto contenido de materia orgánica derivada de composta madura y se realizó una caracterización inicial para determinar el contenido de nutrientes y de factores físico-químicos, biológicos que el suelo presentaba. Una vez caracterizado el suelo fue contaminado, y se construyeron 3 biopilas de 50 kg con dimensiones de 1x0.6x0.4m cada una, las cuales fueron colocadas a la intemperie sobre bases de metal. Las concentraciones iniciales fueron 49,141.01 mg/kg ss para la biopila 1 (B1); 56,249.18 mg/kg ss para la biopila 2 (B2) y 62,752.99 mg/kg ss para la biopila control (BC), esta última fue utilizada como control, al tratamiento B1 se adicionaron sustancias húmicas y un consorcio comercial de bacterias perteneciente al género Pseudomonas sp. previamente adaptadas, que también fue inoculado en el tratamiento B2. Los factores físico-químicos y biológicos fueron monitoreados a lo largo del proceso de biorremediación, las biopilas fueron aireadas y humedecidas de 2-3 veces por semana. De acuerdo a los resultados obtenidos, el pH se mantuvo sin grandes variaciones (≈8) al igual que la conductividad eléctrica (≈0.5 dS/m), las concentraciones de nutrientes indican que hubo una utilización de nitrógeno y fósforo, siendo muy parecidas en todos los tratamientos. Las unidades formadoras de colonias (CFU) del suelo antes de ser contaminado fue del orden de 105, aumentando a 108 en el día 1 en el tratamiento B1, mientras que los tratamientos B2 y BC alcanzaron un crecimiento máximo en 62 días. Las tasas de emisión de CO2 de los tratamientos (k=366 d-1 para B1 y BC y 305 d-1) indican que hubo una gran actividad por parte de los microorganismos en las tres biopilas, comprobándose que la adición de diesel no resultó toxico. Después de 4 meses las concentraciones finales fueron 5,345.85 para B1, 11,668.11 para B2 y 13,196.28 mg/kg ss para BC. Los resultados de concentración de hidrocarburos totales del petróleo (TPH) se ajustan a un modelo cinético de primero orden, B1 fue el tratamiento con una tasa de degradación de TPH 20% más rápida (k=0.020 d-1) alcanzando un 89.12% de biodegradación, seguido de B2 y BC con una constante igual a 0.016 y 0.015 d-1, respectivamente y con eficiencias de (79.25%) y (78.97%) respectivamente. Los tratamientos B2 y BC no mostraron diferencias significativas de disminución de concentraciones de contaminantes. De acuerdo a los cromatógramas los compuestos más recalcitrantes al final de la experimentación fueron aquellos que en su estructura presentan números de carbono entre C18,C21-C27, principalmente. ABSTRACT: Increasing industrialization and the use of oil has led to the release of large quantities of hydrocarbons causing serious soil pollution problems, some of them toxic to the environment and human health. The objective of this work was to implement a remediation system; biopiles manually aerated soil remediation contaminated with diesel derived hydrocarbons. This was extracted 150 kg of unpolluted soil high in organic matter derived from mature compost and initial characterization was performed to determine the nutrient content and physicochemical factors, soil biological presented. Characterized once the soil was contaminated, which were built three biocells 50 kg with dimensions 1x0.6x0.4m each one, which were placed on the open metal bases. The initial concentrations were 49,141.01 mg/kg ss for treatment B1, 56,249.18 for treatment B2, and 62,752.99 mg /kg ss for treatment BC, the latter was used as a control, was added to for treatment B1 humic substances and commercial consortium of bacteria belonging to the genus Pseudomonas sp. adapted previously and for treatment B2 was inoculated with the same consortium. The physico-chemical and biological parameters were monitored during the bioremediation process, the wet biopiles were aerated and 2-3 times a week. According to the results, the pH was maintained without large variations (≈ 8) as electrical conductivity (≈ 0.5 dS / m), nutrient concentrations show that there was a utilization of nitrogen and phosphorus, with these concentrations very similar in all treatments. CFU soil was contaminated prior to the order of 105, growing to 108 on day 1 at treatment for treatment B1, the treatments B2 and BC had a maximum growth of microorganisms after 62 days of treatment. The CO2 emission rates of treatments (k = 366 mg CO2/ kg soil d-1 for treatmens B1 and BC and 305 CO2/ kg soil d-1) indicate that there was considerable activity by microorganisms in the three biopiles and found that the addition of diesel was not toxic for the microorganisms. After 4 months the final concentrations were 5,784.56 mg/kg ss for treatments B1, B2, and 11,668.11 to 13,196.28 mg/kg ss for treatment BC. The TPH concentration results fit a first order kinetic model, B1 was treatment with a degradation rate of TPH 20% faster (k = 0.020 d-1) achieving a 89.12% biodegradation, followed by treatment B2 and BC with a constant equal to 0.016 and 0.015 d-1, respectively and efficiencies (79.25%) and (78.97%) respectively. Treatment B2 and BC showed no significant differences in pollutant concentrations decrease. According to chromatograms the most recalcitrant compounds at the end of the experiment were those present in its carbon number especially between C18, C21-C27.