ESTUDIO DE DOS TRATAMIENTOS A ESCALA PILOTO PARA LA BIODEGRADACIÓN DE SUELOS CONTAMINADOS POR HIDROCARBUROS POR EL MÉTODO DE LANDFARMING

Resumen

Resumen: Los derrames de petróleo en el Ecuador han ocurrido desde el momento de su extracción, a partir de los años 30. A lo largo del tiempo se han dado varios incidentes con la exploración, explotación, transporte y manejo del petróleo y sus derivados; en el 2004 se reportó el mayor número de derrames, 178 en total. Dada esta problemática ambiental se ha desarrollado el presente proyecto, en Incinerox (planta Shushufindi), a fin de analizar dos procedimientos a escala piloto para la biodegradación en suelos contaminados por hidrocarburos mediante el método de landfarming. Para esto se dispuso de un terreno de 200 m² dividido en dos partes donde se construyó dos cubetos de aproximadamente 20,0 m de largo, 2,5 m de ancho y 0,5 m de profundidad; a cada cubeto se le denominó hilera A y B. En estas hileras se desarrollaron los dos procedimientos: uno con el uso de bacterias comerciales (AWT - B350) destinadas para la hilera A, y otro con la estimulación de bacterias nativas para la hilera B. Para el primer caso, se siguieron las instrucciones de uso especificadas en la ficha técnica AWT, mientras que para el segundo caso se añadió: 4,2 % de cascarilla de arroz, 0,8 % de estiércol de ganado y 900 kg de abono orgánico elaborado con cascarilla de arroz y estiércol de ganado en una relación 2:1. La tierra contaminada tuvo una concentración de hidrocarburos totales de petróleo (TPH) de 16230 ppm y se trató 10,20 y 12,70 toneladas de tierra en las hileras A y B, respectivamente. La biodegradación duró cuatro meses y durante este tiempo se monitorearon parámetros indispensables para la biodegradación, los cuales estuvieron dentro de los valores recomendados por Eweis et al. (1999). El pH del suelo estuvo entre 7,21 y 7,90, la temperatura ambiente entre 22 y 40 °C, la humedad relativa entre 20 y 98 %, la humedad del suelo entre 14,90 y 31,83 %, la concentración de microorganismos presentes en la tierra entre 4,03E+05 y 8,52E+05 ufc/g y la concentración de nutrientes (relación nitrógeno-fósforo-potasio óptima de 30,00:6,03:25,33. Además, se monitorearon las concentraciones de los contaminantes en el suelo, las mismas que cumplieron con la reglamentación que exige el RAOHE para uso industrial. En la hilera A se obtuvieron concentraciones de 3170 ppm de TPH, 0,433 ppm de cadmio, 17,0 ppm de níquel y 6,51 ppm de plomo; mientras que en la hilera B se obtuvieron concentraciones de 3736 ppm de TPH, 0,608 ppm de cadmio, 16,1 ppm de níquel y 11,80 ppm de plomo. Las bacterias que degradaron los hidrocarburos en los suelos contaminados fueron de los siguientes tipos: Pseudomonas fluorescens y Bacillus cereus. La disposición final que se dio para los suelos tratados fue de base para construcciones que se efectúan en INCINEROX. Por su parte, como consecuencia del proceso, se recolectaron 1325,10 litros de lixiviados de la hilera A con una concentración de TPH de 1,0 mg/L, mientras que para la hilera B se recolectaron 830,03 litros de lixiviados con una concentración de TPH de 0,4 mg/L. Con ello se dispuso que los lixiviados generados sean utilizados como material de construcción dentro de la empresa INCINEROX. El proceso desarrollado en la hilera A tuvo una inversión inicial de $ 17885,10, mientras que la inversión en la hilera B fue de $ 20738,31. Para ambos casos, se consideró un precio para el proceso de biodegradación de $ 1,00 por kg de suelo a tratar para cada uno de los métodos antes mencionados con base en la inversión total generada. Con esto se obtuvo una tasa interna de retorno del 23,51% con una utilidad neta en operaciones de $ 6448,11 en 5 años en la hilera A; y una tasa interna de retorno del 12,27% con una utilidad neta en operaciones de $ 5791,42 en 5 años en la hilera B.

 

Abstract: Oil spills in Ecuador have occurred since the time of his removal from the 30s. Over time there have been several incidents with the exploration, exploitation, transport and oil or its derivatives handling; in 2004 it was reported the largest number of spills, 178 in total. Given this environmental problems has been developed the present draft, in Incinerox (Shushufindi), in order to analyze two procedures to pilot scale for the biodegradation in soil contaminated by hydrocarbons through the landfarming method.There was a field of 200 m2 divided in two parts where it was built two rows of approximately 20.0 m long, 2.5 m wide and 0.5 m depth; each one was called A row and B row . In these rows it developed the two procedures: one with the use of commercial bacteria (AWT - B350) designed to the A row, and another with the stimulation of native bacteria on the B row. In the first case, we followed the instructions of use specified in the AWT technical sheet, whereas in the second case was added: 4.2 per cent of rice husks, 0.8 % of livestock manure and 900 kg of compost prepared with rice husks and livestock manure in a ratio 2:1. The contaminated land had a initial concentration of total petroleum hydrocarbons (TPH) of 16230 ppm and we treatment 10.20 and 12.70 tons of land on A and B rows, respectively.The biodegradation lasted four months and during this time were monitored parameters essential to biodegradation, which were within the recommended values by Eweis et al. (1999). The land`s pH was between 7.21 to 7.90 , the ambient temperature between 22 to 40 °C, the relative humidity between 20 to 98 %, the land`s moisture between 14.90 to 31.83 %, the concentration of microorganisms present in the soil between 4.03 and 8.52 E+05 E+05cfu/g and the concentration of nutrients (nitrogenphosphorus-potassium) optimal 30.00:6.03:25.33. In addition, was evaluated the principal contaminants concentrations of the soil, the same that met the regulations requiring the RAOHE for industrial use. In the A row were obtained at concentrations of 3170 ppm TPH, cadmium 0.433 ppm, nickel 17.0 ppm and lead 6.51 ppm; while on the B row concentrations were obtained from 3736 ppm TPH, cadmium 0.608 ppm, nickel 16.1 ppm and lead 11.80 ppm. The bacteria that demeaned the hydrocarbons in the contaminated soils were of the following types: Pseudomonas fluorescens and Bacillus cereus.The final arrangement was given to the treated soils was basis for constructions that are carried out in INCINEROX. As a result of the process, we collected 1325.10 liters of leachates from the A row with 1.0 mg/L of TPH, whereas for the B row were collected 830.03 liters of leachates with 0.4 mg/L of TPH. With The leachates generated are used as construction material within the INCINEROX Company.The process developed in the A row to had an initial investment of $ 17885.10 , while the investment in the B row was $20738.31 . For both cases, it was considered a price for the biodegradation process of $ 1.00 per each kilogram of trat soil to each of the above-mentioned methods based on the total investment generated. Was obtained 23.51 % to economic rate of return with a net profit from operations of $ 6448.11 in 5 years in A row; and 12.27 % economic rate of return with a net profit in operations of $ 791.42 5 in 5 years in B row.