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: amallia@ccom.net.ve 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. BIBLIOGRAFÍA ALFARO, Ronny. (Colombia 1998). Aspectos de importancia del fósforo en el suelo. IV Seminario de productores cafetaleros. http://www.infoagro.com. ARIAS, Freddy. (1997). Manejo de la pollinaza en la zona cafetalera colombiana. Universidad Nacional de Colombia. Santa Fe de Bogotá. BASE NAVAL, Warfare. (Abril 1999). Biorremediación de suelos contaminados con explosivos. Indiana. Estados Unidos. BELLOSO, Claudio. (México, Noviembre de 1998). Biodegradación en suelos contenidos en terrarios. Realizado para la Asociación interamericana de Ingeniería sanitaria y ambiental. BOSCHETTI, N. G. (Noviembre, 2001). Formas del nitrógeno como fertilizante. http://www.elsitioagricola.com. BIOPLANET. (Mayo 13,2001). Biorremediación una promesa para el medio ambiente. http://www.bioplanet.com. CALLE, Merche. (Febrero, 2001). Humos de ciudad, contaminación y salud. Waste Magazine. http://www.ideal.waste.es. COCERO, Alonso. (Enero, 2000). La extracción supercrítica en la regeneración de suelos. Ingeniería Química. Nº364. Año XXXII. Evaluación de los impactos ambientales a ser producidos por la contaminación y operación de Planta Centro I. (Caracas, 1980). Vol: 1,2 y 3. Estudio del ecosistema de Punta Morón y sus alrededores. (Caracas, 1979). GACETA OFICIAL EXTRAORDINARIA. Año: CXXV- Mes X. Nº5245 Extraordinario. Decreto Nº 2635. GONZÁLEZ, Alberto. (Costa Rica, 1999). Proyecto de lombricultura. Universidad de Costa Rica. KOROL, Sonia. (Actualmente en desarrollo). Biodegradación y detoxificación de compuestos persistentes. Argentina, actualmente en desarrollo por la facultad de farmacia y bioquímica de la Universidad de Buenos Aires. LÓPEZ, María. (1998). Control y manejo de los desechos sólidos de la industria de refinación del petróleo. Instituto mexicano del petróleo. LOVEJOIY, Thomas. (Abril,1997). La vida, eje de la industria sostenible, los tres roles de la biodiversidad. Suplemento del medio ambiente para América Latina y el Caribe.Nº1. Año 3. MORRIS, Levin. (1997). Biotratamiento de residuos tóxicos y peligrosos. Primera edición. Editorial Mc Graw Hill. Título original: NORMA covenín venezolana. Desechos tóxicos y peligrosos, métodos de lixiviación, (2797-91).