evaluación del tratamiento de los suelos contaminados

XXVIII Congreso Interamericano de Ingeniería Sanitaria y
Ambiental Cancún, México, 27 al 31 de octubre, 2002
EVALUACIÓN DEL TRATAMIENTO DE LOS SUELOS CONTAMINADOS CON FUELOIL EMPLEANDO EL PROCESO DE IORREMEDIACÓN EN UN COMPLEJO
TERMOELÉCTRICO.
Mallia M. Auxilia D. *
Universidad de Carabobo
Domínguez María Elena *
Universidad de Carabobo
De Sousa Lucibeth. *
Universidad de Carabobo
Ingeniero químico, Magíster en Ingeniería ambiental. Universidad de Carabobo. Venezuela. Docente- Investigador:
Universidad de Carabobo. Línea de investigación Biotratamientos. Trabajos recientes: Reactores Secuenciales
Intermitentes, Fitorremedianción en cuerpos de agua, Biorremediación de suelos petrolizados, entre otros. Profesora de
las Cátedras de: Fisicoquímica, Laboratorio de Fisicoquímica y Conservación Ambiental. Dirección: Flor Amarillo Calle
El Rosario Nº37. Valencia Estado Carabobo. Teléfono: 0058-241-8783749, Fax: 00582418781504. e-mail: [email protected]
RESUMEN
El presente trabajo tiene como objetivo principal, la evaluación del tratamiento de los suelos contaminados con
hidrocarburo, empleando el proceso de biorremediación, siendo necesario probar a escala piloto la acción de diferentes
agentes bioestimulantes, con el propósito de seleccionar el mas adecuado para la disminución de los niveles de
contaminación de la zona afectada.
La selección de los factores que influyen en el proceso de biorremediación in situ, se realizó de acuerdo a los recursos
disponibles y según la normativa ambiental vigente. La metodología empleada fue la siguiente: delimitar las zonas
seleccionada para la evaluación del tratamiento, a la misma se le realizó la caracterización inicial para determinar el
grado de contaminación, seguidamente se procedió a la selección de los agentes a utilizar en el proceso de
bioestimulación y a la determinación de las condiciones bajo las cuales se favorece la acción biodegradadora, por último
se seleccionó en base a los resultados obtenidos la alternativa mas adecuada para la disminución de los niveles de
contaminantes.
Los resultados señalan que, la mejor combinación es el humus líquido con la excreta de pollo, la disminución de los
hidrocarburos es en promedio un 97 %, el contaje bacteriano aumentó en 1012 ufc/ml en bacterias aeróbias y en 106
ufc/ml en las anaerobias.
Finalmente, se recomienda implementar este novedoso método como medida de saneamiento de ciertas áreas del terreno
del complejo, ya que representa una alternativa sencilla y de bajo costo.
INTRODUCCIÓN
Las actividades productivas de un país frecuentemente se relacionan directamente con los riesgos al ambiente y en el
caso específico de un complejo termoeléctrico que genera electricidad a partir de un proceso de conversión de la energía
disponible en el agua, aire y en combustibles fósiles (específicamente fuel-oil Nº 6), dicha energía hace rotar un
conjunto de devanados de conductores eléctricos que generan la electricidad, el manejo de este combustible involucra
una serie de sistemas como: tanques de almacenamiento, estaciones de bombeo, líneas de trasegado y calentadores,
sistemas en los cuales se pueden presentar derrames accidentales del combustible ocasionando la contaminación de
ciertas áreas del terreno. De allí que la política ambiental del complejo deba también regular la posible contaminación de
ciertas áreas del terreno, es por ello que surgió la iniciativa de desarrollar este trabajo.
Existen varias tecnologías para el tratamiento de este tipo de contaminación, las mismas incluyen tratamientos
fisicoquímicos, la solidificación-inmovilización, incineración y desorción térmica y los tratamientos biológicos, como es
el caso específico de la biorremediación, que presenta ventajas relacionadas con el bajo costo, la aceptación desde el
punto de vista ambiental en cuanto a las mejoras en las propiedades fisicoquímicas del suelo después de aplicado el
proceso.
Con la implementación de este novedoso método de saneamiento de suelos el complejo termoeléctrico de Planta Centro
dispondrá de una alternativa adicional para el tratamiento de las áreas contaminadas reduciendo los niveles de los
productos químicos peligrosos que perturben las condiciones normales del ecosistema y a su vez le permitirá cumplir
con las normas ambientales, evitando así sanciones y amonestaciones por parte del ministerio del ambiente.
METODOLOGÍA
Este trabajo consiste en una investigación de tipo evaluativa, ya que se busca medir los efectos del proceso de
biorremediación en los suelos contaminados, la misma sigue el modelo experimental de campo, por el hecho de que el
estudio se llevará a cabo en una situación real que permitirá tener mayor validez externa. En primer lugar se procedió a
efectuar un estudio de caracterización del suelo determinando parámetros fisicoquímicos y bacteriológicos; esto seguido
a la selección de agentes biodegradantes para evaluar su poder bioestimulante para inducir la degradación del lodo
petrolizado, en este caso Cabe destacar que el parámetro de seguimiento fue el TPH (hidrocarburos totales de petróleo).
Este estudio de biotratabilidad se realizó en el sitio donde se generan los desechos de petróleo, empleando para este fin
parcelas delimitadas con tabiques de madera con área de 1 m2.
RESULTADOS
El complejo termoeléctrico de Planta Centro, cuenta con un volumen aproximado de 25 m3 de suelos contaminados con
Fuel-oil Nº 6, los mismos presentan un grado de contaminación de 8,11 % en aceites y grasas y 7,5 % en hidrocarburos
totales de petróleo (TPH), por encima de los niveles establecidos en la gaceta oficial en el artículo 50 decreto 2635
referido al proceso de biorremediación (1998), es importante aclarar que, en la caracterización inicial de los desechos, el
resto de los parámetros reglamentados por el ministerio del ambiente se encuentran dentro de los límites establecidos,
con la excepción del pH que se encontraba ligeramente alto, aunque éste es por naturaleza de los suelos costeros,
generalmente alto. En el seguimiento del pH a lo largo del tratamiento se observó que varió con el tratamiento y con el
tiempo, pero en general se mantuvo en un rango aceptable. En lo referente al contaje de bacterias mesófilas aeróbias y
anaeróbias, al inicio del tratamiento la cantidad fue la mínima requerida para un tratamiento de biodegradación.
Con los agentes bioestimulantes seleccionados para acelerar el proceso de biodegradación de los contaminantes y con la
acción combinada de riego y rastreo, se verificó la disminución en gran proporción de la contaminación inicial del
desecho, un promedio del 97% en TPH y de 89 % en aceites y grasas, la mejor combinación fue la número tres, humus
líquido y excreta de pollo, la misma presentó una disminución del 98 % en los hidrocarburos totales de petróleo y 90%
en aceites y grasas, llegando a cumplir con la normativa ambiental en ambos parámetros, en la parcela sin estimulantes
biológicos disminuyo el porcentaje de TPH en 93% y aceites y grasas en 85 %, los resultados obtenidos en todas las
parcelas se observan mejor en las figuras 1 y 2, en la que se verifica que la parcela tres dosificada con una combinación
de humus liquido con excreta de pollo, fue la mejor, ya que presentó una gran mejoría en sus características tantos
químicas como físicas, como lo es el color, olor, estructura y textura con respecto al resto de las parcelas.
HUMUS LÍQUIDO
EXCRETA DE POLLO
HUMUS LÍQUIDO + EXCRETA DE POLLO
HUMUS LÍQUIDO + FERTILIZANTES
BLANCO
HIDROCARBUROS
TOTALES DE PETROLEO
(TPH) %
1,5
1,3
1,1
0,9
0,7
0,5
0,3
0,1
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
DÍAS
FIGURA 1: Evolución del tratamiento de biorremediación representado por la variable hidrocarburos
totales de petróleo (TPH) en todas las parcelas.
HUMUS LÍQUIDO
EXCRETA DE POLLO
HUMUS LÍQUIDO + EXCRETA DE POLLO
HUMUS LÍQUIDO + FERTILIZANTES
BLANCO
ACEITES Y GRASAS %
4,6
4,1
3,6
3,1
2,6
2,1
1,6
1,1
0,6
0,1
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
DÍAS
FIGURA 2: Evolución del tratamiento de biorremediación representado por la variable aceites y grasas
en todas las parcelas.
El proceso de biodegradación de los contaminantes es consecuencia de la acción degradadora de los microorganismos
del suelo, es por ello que al crear las condiciones adecuadas de humedad, aireación y nutrientes, la acción de los
microorganísmos se ve estimulada, verificándose esto en los resultados obtenidos en el contaje de bacterias aeróbias y
anaeróbias al inicio, en el intermedio y al final del tratamiento, en el caso de la parcela tres se verificó, un aumento en la
población bacteriana de 2x1013 ufc/ml en las mesófilas aeróbias y de 2x106 ufc/ml en las mesófilas anaeróbias y en la
parcela sin estimulantes biológicos se verificó un crecimiento bacteriano de 6x105 ufc/ml en las aeróbias y de 6x104
ufc/ml en las anaeróbias, la comparación entre todas las parcelas se muestra en las figuras 3 y 4, en la misma se verifica
claramente que la parcela tres presentó un mayor crecimiento bacteriano, de allí que los resultados en cuanto a la
disminución de los contaminantes sean los mejores.
HUM US LÍQUIDO
EXCRETA DE POLLO
HUM US LÍQUIDO + EXCRETA DE POLLO
HUM US LÍQUIDO + FERTILIZANTES
BLANCO
2 0 0 0 00 0 0
AERÓBIAS
MESÓFILAS ufc/ml
1 8 0 0 00 0 0
1 6 0 0 00 0 0
1 4 0 0 00 0 0
1 2 0 0 00 0 0
1 0 0 0 00 0 0
8 0 0 0 00 0
6 0 0 0 00 0
4 0 0 0 00 0
2 0 0 0 00 0
0
0
5
10
15
20
25
30
DÍAS
35
40
45
FIGURA 3: Evolución del tratamiento de biorremediación representado por el contaje de bacterias aeróbias
mesófilas en todas las parcelas.
ANAERÓBIAS MESÓFILAS
ufc/ml
HUM US LÍQUIDO
HUM US LÍQUIDO + EXCRETA DE POLLO
BLANCO
EXCRETA DE POLLO
HUM US LÍQUIDO + FERTILIZANTES
12 0 0 0 0
10 0 0 0 0
80000
60000
40000
20000
0
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
DÍAS
FIGURA 4: Evolución del tratamiento de biorremediación representado por el contaje de bacterias
anaeróbias mesófilas en todas las parcelas.
Los resultados indican que el uso de fertilizantes, es favorable en el proceso de biodegradación de los contaminantes,
pero es importante aclarar que en el caso de no agregar estimulantes al suelo, el proceso de biodegradación ocurre, pero
evidentemente, es más lento.
La concentración de fertilizantes al inicio del tratamiento era muy baja, al dosificar el terreno dicha concentración
aumentó, pero como no se hizo un seguimiento de estos parámetros a lo largo del tratamiento no se tiene una idea clara
del comportamiento de estas variables, el nitrógeno, el fósforo y el potasio, no son reglamentados, por la normativa
ambiental, ya que en sí los mismos son utilizados como nutrientes necesarios para el crecimiento de la flora bacteriana
presente en los suelos.
El proceso de biorremediación como alternativa para el saneamiento de ciertas áreas del terreno afectadas por derrames
de combustible representa una solución eficiente y de bajo costo, en comparación con el método del confinamiento de
los desechos, ya que la tasa de rentabilidad producto de la implementación del proceso de biorremediación es de 173 %
con un tiempo de recuperación de la inversión de 204 días.
CONCLUSIONES
El proceso de biorremediación, es una solución apropiada para el saneamiento de los suelos petrolizados, ya que los
parámetros físico-químicos de los mismos una vez aplicado el proceso disminuyen en una proporción tal que llegan a
valores por debajo de los límites establecidos en la normativa ambiental en el artículo 50 en el decreto 2635.
En la caracterización inicial del suelo contaminado se tiene que los parámetros: Hidrocarburos totales de petróleo TPH,
aceites y grasas, son los únicos que se encuentran por encima de los límites exigidos por la normativa ambiental
venezolana, menor al 1%.
El parámetro físico-químico más importante a la hora de realizar el seguimiento del proceso de biorremediación es la
concentración de hidrocarburos totales de petróleo TPH.
La disminución de la concentración de hidrocarburos totales de petróleo TPH en el desecho tratado fue en promedio de
97 % lo que demuestra que el método aplicado se cumplió exitosamente.
La mejor combinación de los agentes biodegradantes según los resultados de la evaluación fue la parcela Nº 3,
dosificada con humus líquido y excreta de pollo (Pollinaza).
La proporción de pollinaza por metro cúbico (m3) de desecho es de 46 Kg de pollinaza / m3 de desecho.
Para lograr mejorar y acelerar el proceso de biorremediación es necesaria la acción combinada de rastreo o aireación y
suministro de agua, con intensidad moderada.
El contaje de bacterias aeróbias, aumento un promedio de 1012 ucf/ml, y el de bacterias anaeróbias en 106 ucf/ml.
El proceso de biorremediación representa una solución técnica viable para la disposición y saneamiento de los suelos
petrolizados del complejo termoeléctrico, ya que la tasa de recuperación es de 178 % con un tiempo de recuperación de
la inversión de 205 días, siendo necesario para ello una inversión mínima de capital.
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