Principal
Arriba

Biorremediación estimulada por efluentes cloacales tratados de suelos contaminados con hidrocarburos.

Autor: Leandro Pellini.

Directora de Tesis: Lic. María Eugenia Parolo.

Co - Directora de Tesis: Bioq. Irene E. Zajonskovsky.

Tutor: Ing. Juan D. Vasallo


Escuela Superior de Salud y Ambiente

Universidad Nacional del Comahue

 

Lugar de Trabajo: Laboratorios de la Escuela Superior de Salud y Ambiente – Departamento de Química de la Facultad de Ingeniería. Universidad Nacional del Comahue. 2006

Resultados y Discusión

1.16. Análisis Físico-Químico del Suelo Estudiado.

1.17. Niveles de Hidrocarburos Totales de Petróleo en el Suelo Seleccionado para el Estudio.

1.18. Características Químicas y Microbiológicas del Efluente Utilizado.

1.19. Niveles de Hidrocarburos Totales de Petróleo en los Tratamientos EFL y EST.

1.20. Bacterias Heterótrofas Totales en los Tratamientos EST y EFL

Conclusiones

 

Resultados y Discusión

1.16.      Análisis Físico-Químico del Suelo Estudiado.

La tabla Nº 5 muestra las propiedades fisicoquímicas del suelo analizado. El suelo presenta una textura gruesa (arenosa). El pH en pasta es moderadamente alcalino. La conductividad eléctrica medida en el extracto de saturación indica suelo no salino. La relación de adsorción de sodio (RAS) indica suelo no sódico.

En cuanto a la fertilidad está muy pobremente provisto en materia orgánica y nitrógeno, y medianamente provisto de fósforo.

Análisis  físico- químico  del suelo utilizado en el estudio.

Profundidad (cm.)

0-15

Textura

Arenosa

PH (pasta)

8,38

PH (1:2,5)

9,35

Conductividad (dS/M)

0,9

Materia Orgánica (÷)

0,2

Carbono Orgánico (÷)

0,09

Nitrógeno (÷) (Mox 0,05)

0,09

Fósforo Olssen (ppm)

13,8

Sales solubles (meq/l) (Ext. Saturación)

cationes

Na+

8,6

Ca2+

4,8

Mg2+

RAS

5,5

1.17.      Niveles de Hidrocarburos Totales de Petróleo en el Suelo Seleccionado para el Estudio.

Previo al inicio de la experiencia se determinó el contenido de HTP´s del suelo seleccionado para el estudio, con el objeto de evaluar los valores base o de fondo correspondientes. Los resultados obtenidos se muestran en la Tabla Nº 6.

Concentración de hidrocarburos totales en los suelos  blanco.

Análisis estadístico para HTP´s en suelo blanco.

TPH Blancos

 

Muestras

Media

Mediana

Mínimo

Máximo

Variancia

Desvío Estándar

 

3

102,7059

99,04780

98,93680

110,1332

41,37630

6,432441

Teniendo en cuenta los niveles propuestos por las “Normas Holandesas”, el suelo seleccionado para el estudio se puede considerar apto como blanco.

La concentración de HTP´s presentes en el suelo seleccionado se encuentra en un orden significativamente menor a los niveles alcanzados en la contaminación experimental, por cuanto estos valores base no interferirán en la evaluación posterior.

1.18.      Características Químicas y Microbiológicas del Efluente Utilizado.

En la Tabla Nº 8 se muestran los análisis químicos realizados a los efluentes cloacales tratados de la planta de tratamientos ubicada en la zona del Parque Industrial Neuquén durante el tiempo del presente estudio.

Caracterización química del líquido cloacal de la Planta del Parque Industrial Neuquén.

En base a la cantidad de fósforo encontrado, en todos los casos, el agua analizada se considera como un medio hipereutrófico, al superar la concentración de 0,1 mg/L (Orea, D. G. 1999).

La relación DBO/DQO se presenta siempre por debajo de 0.5 lo que implica que la mayor parte de la materia orgánica presente en el agua no será fácilmente utilizada como nutriente por los microorganismos.

En la Tabla Nº 9 se muestran los recuentos de microorganismos viables realizados a los efluentes cloacales tratados de la planta de tratamientos ubicada en la zona del Parque Industrial Neuquén durante el tiempo del presente estudio

Recuento de microorganismos viables en el efluente a lo largo del tiempo.

Tratamiento de los Líquidos Cloacales.

La Planta Depuradora de Líquidos Cloacales del Parque Industrial, ubicada en la zona Este del Parque Industrial Neuquén, recibe los efluentes industriales y pluviales a través de la red de drenajes.

La red de drenajes industriales y pluviales, desembocan en una cámara colectora de efluentes. Un sistema de rejas retiene los sólidos de mayor tamaño arrastrados por las aguas a tratar, los que pueden eliminarse por medio de un peine mecánico.

Posterior a la cámara, los efluentes avanzan sobre canales desarenadotes hasta un pozo de bombas. Las bombas en el pozo operan en forma automática por medio de un sensor de nivel que acciona las mismas evacuando el líquido crudo a un tanque ecualizador, el cual nivela el pH para que no llegue a los procesos biológicos un pico ácido o básico. El tanque ecualizador permite además retirar los sólidos gruesos que pudieran pasar el sistema de rejas, la remoción se realiza por medio de un barredor de superficie.

El líquido ecualizado pasa luego a un sedimentador tipo Imhof que cumple la función de sedimentador primario y digestor anaerobio de barros. Los barros estabilizados en esta unidad, son enviados posteriormente a piletas de secado.

Una parte fundamental del proceso de depuración de los efluentes es la aireación del líquido en el reactor aerobio que se ubica luego del sedimentador Imhof, la aireación tiene el objeto de facilitar el proceso de degradación de la materia orgánica realizado por los microorganismos residentes en él.

Después de la etapa de oxigenación, se deriva el líquido que lleva barros activados en suspensión, hacia el clarificador, donde la baja velocidad de flujo en esta unidad provoca la decantación del los sólidos suspendidos. El objetivo es promover una zona quieta, de velocidad de flujo baja, de modo que el barro se separe del líquido, y sedimente en el fondo donde es arrastrado por un barredor hacia la zona central, donde es retornado por medio de bombas hacia el tanque de aireación, manteniendo de este modo una edad de barro estable.

Desde el clarificador y previo análisis para verificar las composición y aptitud del efluente para su disposición final, el agua tratada pasa a canal de desagüe por el cual es transportada hasta las afueras de la planta y luego hasta su cuerpo de agua receptor (Medcalf, 1977). El proceso se esquematiza en la Figura Nº 19.

Esquema de la planta.

Bacterias Heterótrofas Totales en Suelos no Contaminados

En los dos suelos no contaminados, se observa al final del tratamiento un aumento en las poblaciones de microorganismos por un valor aproximado de un orden de magnitud. De estos dos resultó mayor el que corresponde al tratamiento EFL. Estos datos se observan en la tabla Nº 10.

Recuento de microorganismos aerobios totales en los suelos no contaminados (microorganismos por gramo de suelo seco).

Se presume que el aumento del valor obtenido en el recuento de microorganismos para el tratamiento EST, es una consecuencia del agregado de nutrientes inorgánicos.

Es posible de que el aumento en la población microbiana del tratamiento de suelo no contaminado EFL radique en la incorporación de microorganismos y materia orgánica a través del efluente tratado.

1.19.      Niveles de Hidrocarburos Totales de Petróleo en los Tratamientos EFL y EST.

Los valores obtenidos en la determinación de HTP´s para los dos tratamientos (EST y EFL) de biodegradación a lo largo del tiempo, se muestran en las Tablas Nº 11 y 12 respectivamente.

Concentración de hidrocarburos totales de petróleo registrados en tratamiento EST.

Tiempo

(Días)

Muestra

HTP´s

(mg HC/Kg. suelo seco)

Promedio HTP´s

(mg HC/Kg. Suelo Seco)

0

I

22449,56

19458,155

 

II

17041,67

 

 

III

18707,64

 

 

IV

19633,75

 

15

I

12458,53

11409,92

 

II

12638,8

 

 

III

10333,93

 

 

IV

10208,41

 

30

I

11919,385

11790,19

 

II

11997,12

 

 

III

12563,72

 

 

IV

10680,54

 

60

I

6796,77

5723,31

 

II

5586,81

 

 

III

4587,79

 

 

IV

5921,89

 

90

I

3420,65

3952,18

 

II

4324,02

 

 

III

3948,23

 

 

IV

4115,81

 

 

 

Concentraciones promedio de HTP en el Tratamiento EST.

Concentración de hidrocarburos totales de petróleo registradas en tratamiento EFL.

Tiempo

(días)

Muestra

HTP´s (

mg HC/Kg. suelo seco)

Promedio HTP´s

(mg HC/Kg. Suelo Seco)

0

I

22275,57

22696,07

 

II

23055,14

 

 

III

23186,27

 

 

IV

22267,28

 

15

I

16160,76

16187,25

 

II

16823,65

 

 

III

15800,37

 

 

IV

15964,22

 

30

I

10588,44

11140,72

 

II

10220,37

 

 

III

11316,92

 

 

IV

12437,16

 

60

I

12765,93

12041,69

 

II

12458,73

 

 

III

11808,64

 

 

IV

11133,46

 

90

I

8805,28

7192,76

 

II

9676,24

 

 

III

1075,1

 

 

IV

9214,43

 

 

Concentraciones promedio de HTP en el Tratamiento EFL.

Concentraciones promedio de HTP´s obtenidas en los Tratamientos: · EST y ¨ EFL.

Con respecto a los niveles iniciales de hidrocarburos, en el tratamiento EFL son superiores a los incorporados en el momento de la contaminación (2%), posiblemente debido a contenido de HTP´s presentes en el agua tratada.

En el período 30-60 días se observa en el tratamiento EST una disminución de la concentración de HTP´s luego de los cuales los valores permanecen constantes para llegar a niveles menores de 0,5% al final del estudio (90 días). Para el tratamiento EFL se alcanzan niveles mayores que el EST (ver anexo).

Humedad del Suelo

A lo largo de la experiencia se determinó el porcentaje de humedad de las muestras. El mismo varió de un tratamiento a otro y a su vez en las distintas instancias de muestreo debido principalmente a que el riego se realizó homogenizándolo en forma manual. Además deben considerarse las condiciones climáticas diarias que pueden influir en la evaporación del agua desde el suelo.

Porcentaje de humedad hallado en los tratamientos.

Donde: pssa: peso del suelo seco al aire.

             psse: peso del suelo seco a estufa.

1.20.      Bacterias Heterótrofas Totales en los Tratamientos EST y EFL

Ambos tratamientos presentan un significativo incremento en sus poblaciones durante los primeros 15 días de tratamiento. Los resultados se presentan en la Tabla Nº 23. Debido a que estos incrementos no se observaron en los suelos no contaminados, el crecimiento solo puede atribuirse a la utilización del hidrocarburo como única fuente de carbono.

Crecimiento de la población de bacterias heterótrofas totales en los tratamientos EST y EFL.

El crecimiento de las poblaciones es similar en los dos tratamientos durante los primeros 30 días, de la misma forma se destaca que una de las curvas se ubica por encima de la otra. Esta particularidad en el tratamiento EFL, podría tener origen en la cantidad de microorganismos aportados a dicho tratamiento a través del efluente cloacal.

Alrededor de los 60 días de tratamiento, el número de microorganismos oscila en torno a ordenes de magnitud de 107 y 108, lo cual se considera común para microorganismos en proceso de biodegradación (Peressutti, 2003).

Sobre el final de la experiencia las poblaciones comienzan a decrecer, este hecho podría ser consecuencia de las bajas concentraciones de hidrocarburos, ambos tratamientos se encuentran por debajo del 1% P/P transcurridos 90 días. (Ercoli, 2000).

Disminución de TPH y crecimiento microbiano a lo largo del tiempo.

En la Figura Nº 24 se observa el comportamiento de hidrocarburos y microorganismos a lo largo de los 90 días que duró la experiencia.

Durante los primeros 30 días de estudio se observa una disminución de los niveles de hidrocarburos totales de petróleo y un aumento en los recuentos microbianos hasta llegar a niveles constantes a partir de los 60 días, tal como se indicó anteriormente

De la misma forma, los estudios estadísticos indican que el tratamiento EST se ajusta al modelo exponencial (ver anexo) mientras que el tratamiento EFL no sigue el mismo comportamiento.

Conclusiones

Ambos tratamientos alcanzan un nivel de hidrocarburos aceptable, según lo dispuesto por el Instituto Americano del Petróleo. El tratamiento EST además alcanza los valores mínimos dispuestos en la “Holland List” y en la Norma Mexicana NOM-138-SEMARNAT/SS-2003 para la fracción media de hidrocarburos.

Según los resultados obtenidos, se puede concluir que el tratamiento EST es más efectivo que el tratamiento EFL debido a los niveles de HTP´s alcanzados al tiempo final (90 días), y por la velocidad de degradación alcanzada.

Es factible utilizar el agua residual tratada para estimular procesos de biodegradación en suelo, sin embargo el uso de este tipo de aguas implica una menor eficiencia en el tratamiento.

Los tratamientos de biorremediación de suelos contaminados artificialmente con hidrocarburos en un porcentaje del 2%, presentan variaciones de concentración a lo largo de los primeros 90 días, suficientemente significativas como para ser cuantificadas por espectroscopia infrarroja.

La microbiota nativa del suelo en un tratamiento de biorremediación, aumenta sensiblemente al incorporar el hidrocarburo como única fuente de carbono y realizar la bioestimulación del tratamiento.

 

Atrás | Arriba | Siguiente