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1
UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL
FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA
CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA
CARACTERIZACIÓN DE CONSORCIOS DE PSEUDOMONAS AISLADOS EN
SEDIMENTOS DEL ESTERO SALADO EN EL SECTOR NORTE DE
GUAYAQUIL
AUTORES:
DUEÑAS MUÑOZ WINTER ENRIQUE
VIZUETA LUCERO STEVEN JAIR
TUTOR:
ING. CARLOS ALBERTO MUÑOZ CAJIAO
GUAYAQUIL, MARZO 2019
2
UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL
FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA
CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA
TESIS PRESENTADA COMO REQUISITO PARA OPRTAR POR EL TITULO DE
INGENIERO QUÍMICO
CARACTERIZACIÓN DE CONSORCIOS DE PSEUDOMONAS AISLADOS EN
SEDIMENTOS DEL ESTERO SALADO EN EL SECTOR NORTE DE
GUAYAQUIL
AUTORES:
DUEÑAS MUÑOZ WINTER ENRIQUE
VIZUETA LUCERO STEVEN JAIR
TUTOR:
ING. CARLOS ALBERTO MUÑOZ CAJIAO
GUAYAQUIL, MARZO 2019
3
DEDICATORIA
Dedicamos esta investigación a nuestros
docentes, quienes con su inalcanzable
esfuerzo y dedicación aportan
diariamente al desarrollo de
conocimientos y habilidades en las
nuevas generaciones de ingenieros
químicos que se forman en esta alma
mater, inyectando a la industria nacional
el recurso humano necesario para lograr
llevar a cabo el desarrollo económico que
nuestro país requiere para lograr un
estado de bienestar.
Winter Enrique Dueñas Muñoz
Steven Jair Vizueta Lucero
4
AGRADECIMIENTOS
Agradecemos a Dios por brindarnos la
fuerza para lograr nuestros objetivos y
metas, a nuestros padres por habernos
formado como unas personas, cuyo
ejemplo siempre será el pilar sobre el que
se construyen nuestras metas. De manera
específica al Ing. Carlos Muñoz Cajiao por
brindar sus conocimientos, tiempo y apoyo
para la realización de este proyecto. A la
Dra. Maritza Cárdenas por todo el tiempo y
dedicación que invirtió en nuestro trabajo
de titulación, siempre de la manera más
desinteresada con la única meta de vernos
graduados como ingenieros químicos.
Winter Enrique Dueñas Muñoz
Steven Jair Vizueta Lucero
5
INDICE
INTRODUCCIÓN 14
CAPITULO I 16
1.1. Planteamiento del problema 16
1.2. Formulación y sistematización de la investigación 17
1.2.1. Formulación del problema de investigación 17
1.2.2. Sistematización del problema 17
1.3. Justificación 18
1.3.1. Justificación teórica 18
1.3.2. Justificación metodológica 19
1.3.3. Justificación práctica 19
1.4. Objetivos ¡Error! Marcador no definido.
1.4.1. Objetivo general 20
1.4.2. Objetivos específicos 20
1.5. Delimitación de la investigación 20
1.6. Hipótesis 21
1.6.1. Variable independiente 21
1.6.2. Variable dependiente 21
CAPITULO II 21
6
2.1. Antecedentes 21
2.2. Marco teórico 23
2.2.1. COMPOSICIÓN DEL CRUDO DE PETRÓLEO 23
2.2.2. Problemas socio ambiental generados por la industria petrolera 27
2.3. Teoría microbiológica 30
2.4. Factores que influyen la Bioremediación 31
2.5. Biodegradación 33
2.3. Marco contextual 35
2.4. MARCO CONCEPTUAL 38
CAPITULO III 42
3.1. Metodología del diseño 42
3.1.1. Principios del diseño 42
3.2. Diseño experimental 42
3.2.1. Periodo de análisis de investigación 42
3.2.2. Locación de muestreo (seccionados por tramos/bloques) 42
3.2.3. Técnica de extracción 43
3.2.4. Preparación del tratamiento 43
3.3. Factores fisicoquímicos del suelo 44
3.3.1. Determinación de la humedad 44
3.3.2. Determinación del pH 44
7
3.4. Caracterización de los consorcios 44
3.4.1. Análisis de consorcios bacterianos 44
3.4.2. Hidrocarburos totales de petróleo 45
3.4.3. Respirometría 47
3.5. Técnicas de análisis de estudio 47
3.5.1. Mecanismos estadísticos 48
3.5.2. Técnicas de predicción de mareas 48
CAPÍTULO IV 50
4.1. Resultados experimentales y análisis de resultados 50
PH 50
Humedad 51
Producción de CO2 54
4.2. Análisis estadístico 57
4.2.1. Confianza de los datos 57
4.2.2. Correlación de Spearman 59
4.2.3. T de student 60
4.2.4. ANOVA 63
4.3. Discusión 66
4.3.1. Eficiencia de las Bacterias 66
4.3.2. Hipótesis 67
8
Conclusiones 67
Recomendaciones 69
BIBLIOGRAFIA 70
APÉNDICES 75
ANEXO1 ALMACENAMIENTO DE LAS MUESTRAS 75
ANEXO 2 MUESTRAS PARA ANALISIS DE TPH 75
ANEXO 3 RESPIROMETRIA 76
ANEXO 4 % DE HUMEDAD 77
ANEXO 5 pH 78
ANEXO 6 TITULACION 78
9
LISTADO DE TABLAS
Tabla 1. Resultados de pH ................................................................................... 50
Tabla 2. Resultados de humedad......................................................................... 51
Tabla 3. Resultados de humedad......................................................................... 53
Tabla 4. Valores obtenidos para el CO2............................................................... 55
Tabla 5. Ppm de Carbono .................................................................................... 55
Tabla 6. Promedios de ppm de carbono............................................................... 56
Tabla 7. Confianza de datos ................................................................................ 57
Tabla 8. Correlación de spearman de propiedades fisicoquímicas ....................... 59
Tabla 9.Test T-STUDENT .................................................................................... 60
Tabla 10. Prueba t para medias de dos muestras emparejadas de pH ................ 61
Tabla 11. Prueba t para dos muestras suponiendo varianzas iguales de humedad
............................................................................................................................. 62
Tabla 12. Prueba t para dos muestras suponiendo varianzas iguales de carbono 63
Tabla 13. Factores fisicoquímicos de análisis ...................................................... 64
Tabla 14. Análisis de Varianza de pH .................................................................. 65
Tabla 15. Análisis de Varianza de humedad ........................................................ 65
Tabla 16. Hipótesis estadísticas ........................................................................... 67
10
LISTADO DE GRAFICOS
Gráfico 1. Cambios de Ph .................................................................................... 51
Gráfico 2. Comportamiento de humedades (antes) .............................................. 52
Gráfico 3. Comportamiento de humedades (después) ......................................... 53
Gráfico 4. Diferencias de humedades .................................................................. 54
Gráfico 5. Comportamiento de la producción de carbono ..................................... 56
Gráfico 6. Comportamiento de TPH ..................................................................... 58
Gráfico 7. Comportamiento de Ph ........................................................................ 58
Gráfico 8. Cambio de humedad ........................................................................... 58
Gráfico 9. PPM de carbono .................................................................................. 59
11
LISTADO DE ILUSTRACIONES
Ilustración 1 Fotografía de la zona de muestra Miraflores .................................... 43
Ilustración 2 tabla de mareas en los días de muestreo......................................... 48
12
UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL
FACULTAD INGENIERÍA QUÍMICA
CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA
UNIDAD DE TITULACIÓN
CARACTERIZACIÓN DE CONSORCIOS BACTERIANOS AISLADOS EN
SEDIMENTOS DEL ESTERO SALADO EN EL SECTOR NORTE DE
GUAYAQUIL
Autores: Dueñas Muñoz Winter Enrique y Vizueta Lucero Jair Steven
Tutor: Ing. Carlos Muñoz Cajiao
Resumen
Existen muchos frentes de investigación abiertos para resolver la problemática de
la contaminación del estuario del Estero Salado de la ciudad de Guayaquil, uno de
estos frentes pretende la reducción de la contaminación por hidrocarburos mediante
métodos de Biorremediación, entre estos se incluyen los métodos de
bioaumentacion de microorganismos endógenos, sin embargo, las pruebas se
realizan mediante condiciones no controladas (in situs), por ello trazamos como
objetivo caracterizar la capacidad de organismos endógenos del estuario para
degradar hidrocarburos bajo ambientes controlados, donde se procedió a tomar una
muestra de suelo arenoso y rocoso, ambos estudiados por triplicado, para después
extraer de ellas consorcios bacterianos, incrementando su población y
determinando mediante la espectrofotometría de infrarrojos los cambios producidos
en las concentraciones de hidrocarburos totales de petróleo (TPH) antes y después
de introducir los consorcios bio-aumentados, presentando resultados óptimos en los
tratamiento luego de los respectivo análisis estadístico que arrojan una reducción
del 90% bajo condiciones controladas los niveles de TPH en los diferentes
tratamientos.
Palabras Claves: Bioremediación, consorcios, TPH, bioaumentacion, degradación
13
UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL
FACULTA INGNIERÍA QUÍCMICA
CARRERA INGENIERÍA QUÍMICA
UNIDAD DE TITULACIÓN
CHARACTERIZATION OF BACTERIAL CONSORTIA ISOLATED IN
SEDIMENTS OF THE ESTERO SALADO IN THE NORTH OF GUAYAQUIL
Authors: Dueñas Muñoz Winter Enrique y Vizueta Lucero Jair Steven
Advisor: Ing. Carlos Muñoz Cajiao
Abstract
There are many open research fronts to solve the pollution problem of the estuary
of Estero Salado in the city of Guayaquil, carried out in-situ, where they aim to reduce
hydrocarbon contamination through bioremediation methods, including
bioaugmentation methods. of endogenous microorganisms, however, are not
optimal study conditions, so we set out to characterize the capacity of these
organisms to degrade hydrocarbons under controlled environments, where we
proceeded to take a sample of sandy and rocky soil, both studied in triplicate, to later
extract from them bacterial consortiums, increasing their population and determining
by means of infrared spectrophotometry the changes produced in the concentrations
of total petroleum hydrocarbons (TPH) before and after introducing the bio-increased
consortia, presenting optimal results in the Attachment after the respective statistical
analysis that show a reduction of 90% under controlled conditions the levels of TPH
in the different treatments.
Keywords: Bioremediation, consortia, TPH, bioaumentacion, degradation.
14
INTRODUCCIÓN
El Estero Salado es un estuario ubicado en el este de la ciudad de Guayaquil,
desemboca en el golfo homónimo de la urbe, englobando en su recorrido alrededor
de aproximadamente 93 km. Este brazo de mar; en conjunto con ciertas zonas bajas
de los ríos Babahoyo y Daule constituyen un mismo ecosistema, al cual se le ha
designado como Estuario Interior del Golfo de Guayaquil.
Desde que se planteó la problemática de contaminación por hidrocarburos del
estuario del Estero Salado diferentes grupos de investigación han trabajado
principalmente en los campos de medición de los niveles de contaminantes [3] y en
los procesos de biodegradación in-situ y a escala de laboratorio [4].
Gracias a dichas investigaciones hoy conocemos que en el Sector Miraflores del
estuario se encuentran los más altos niveles de hidrocarburos [3], además
conocemos que entre los microorganismos endógenos del estuario existe una
amplia variedad de Pseudomonas y de entre estos microorganismos existen
algunas especies que pueden presentar capacidad para degradar hidrocarburos.
Existe una amplia diversidad en los métodos que se pueden emplear para este tipo
de contaminación con hidrocarburos, que van desde ubicar los sedimentos en zonas
consideradas seguras, pasando por la incineración de los residuos o tratamientos
donde se aplican sustancias químicas u organismos vivos. La Biorremediación, es
uno de los mejores métodos para la limpieza de este tipo de residuos.
Esencialmente por poseer costos de operación mucho más bajos, pero también
15
porque ha sido utilizada de manera exitosa en contaminaciones de este tipo ( [1],
[2]).
En algunas investigaciones se han separado cepas marinas degradadoras de
hidrocarburos, de las cuales se ha enfatizado en la cepa Pseudomonas sp. F21,
competente tanto para degradar hidrocarburos saturados lineales (TPH) como
anillos aromáticos (HAP) propios de compuestos de crudo ligero [5].
Tiempo después se trabajó en analizar con mayor profundidad la capacidad de
biodegradación microbiana de otros tipos de petróleo manipulando la cepa
Pseudomonas sp. F21 ( [5]; [6]; [7]).
La cantidad de variables que se pueden manipular para mejorar la eficiencia de los
métodos de Biorremediación es amplia y se puede adaptar a las condiciones, en
ocasiones se añaden nutrientes o se inocula de ciertos tipos de microorganismos el
suelo (F6). De entre estas variables la que es primordial para todo tipo de
remediación de hidrocarburos es la estructura del contaminante a tratar pues la
cinética de la degradación de un compuesto aromáticos varia en relación a la de un
alifáticos, poseen diferentes velocidades y mecanismos de reacción, además
algunos hidrocarburos contienen dentro de ellos átomos de halógenos que
presentan una fuerte toxicidad para ciertas familias del reino Monera inhibiendo su
crecimiento ( [8]).
16
CAPITULO I
1.1. Planteamiento del problema
La contaminación de aguas por hidrocarburos es común y de diferente intensidad
en el mundo [9]. En el Ecuador se han estudiado y medido los niveles de
contaminación por hidrocarburos y metales pesados en el estuario del Estero
Salado de la ciudad de Guayaquil en diferentes ocasiones [10], al recopilar los datos
se descubrió que la zona norte del estuario presentaba mayor contaminación por
Hidrocarburos en relación a otros sectores del mismo estuario, además se conoce
que en este sector existe una fuente de contaminación constante presente en las
aguas residuales de origen industrial que son arrojadas al estuario, se encontraron
niveles de TPH cercanos a las 1000ppm [3], principalmente en el Sector Miraflores.
El tratamiento de los residuos de hidrocarburos es fundamental para conservar la
calidad de ecosistemas como el estuario del Estero Salado y la salud de los seres
que allí habitan. Las industrias y comercios cercanas al Sector Miraflores generan
residuos de hidrocarburos contaminantes sólidos, semisólidos y líquidos que
requieren diferentes formas de tratamiento tanto antes de su disposición final como
en casos de remediación de fugas o derrames. El Estero Salado ya se encuentra
contaminado por lo que se requiere una remediación del daño causado, pudiendo
usar para ello tratamientos físicos, químicos o biológicos dependiendo de la
muestra, el estado de contaminación, el terreno y las condiciones meteorológicas
del mismo. Los tratamientos biológicos y de biorremediación son los más utilizados
para este tipo de casos, pero necesitan condiciones específicas de humedad,
17
nutrientes, pH y concentraciones de hidrocarburos por debajo de 2500 ppm
respectivamente [11].
Entre las diferentes líneas de investigación que se crearon para resolver la
problemática contaminación del estuario del Estero Salado existe una que presenta
como base la idea de aplicar una biorremediación de los lodos y sedimentos del
estuario utilizando la metodología conocida como bioaumentacion, en la cual se
toman sepas y consorcios bacterianos propios del lugar a tratar y que por
adaptación a la contaminación en la que viven tienen la capacidad de tomar los
hidrocarburos como fuente de carbono para sus procesos biológicos.
En investigaciones anteriores de este tipo se logró obtener las bacterias aislarlas y
colocarlas en lodos del estuario, y se midieron los niveles de TPH, además se colocó
las mismas bacterias en condiciones controladas por laboratorio junto a
Hidrocarburos [4]. Gracias a que los resultados de dichos experimentos fueron
alentadores, la presente investigación se basara en aplicar consorcios bacterianos
obtenidos del Estero Salado en condiciones controladas por laboratorio, pero esta
vez en Lodos propios del estero.
1.2. Formulación y sistematización de la investigación
1.2.1. Formulación del problema de investigación
¿Los consorcios bacterianos aislados del estuario del Estero Salado tienen
la capacidad de disminuir las concentraciones de TPH de sus lodos sedimentarios
?
1.2.2. Sistematización del problema
18
¿Los consorcios obtenidos en el estua
rio del Estero Salado reducirán los niveles de TPH?
¿Pueden los consorcios obtenidos metabolizar los Hidrocarburos de los
sedimentos?
¿Pueden estos consorcios aislados sobrevivir de manera autónoma si son
reintegrados al medio?
¿Pueden estos consorcios de Pseudomonas ser combinados con otras
bacterias y sobrevivir?
¿Qué tan rápido metabolizan las fuentes de carbono estos consorcios?
1.3. Justificación
1.3.1. Justificación teórica
La presente investigación se realiza para poder obtener conocimientos
teóricos sobre la capacidad de degradación de hidrocarburos que poseen de
consorcios bacterianos aislados de los lodos el Estero Salado, con la finalidad que
estos nuevos conocimientos puedan integrarse a los aportados por otras
investigaciones y en un futuro lograr mecanismos de biorremediación más eficientes
para el estuario.
El presente trabajo se lo realizara en bandejas situadas en condiciones controladas,
donde se compararán estos resultados con los obtenidos en otras investigaciones
donde se realizaron in situ [12]. Además, gracias al uso de una trampa de dióxido
19
de carbono se podrá estudiar si los hidrocarburos representan la fuente de carbono
principal para estos microorganismos [13].
1.3.2. Justificación metodológica
Se tomarán muestras del estuario del Estero Salado en el sector del puente Zig Zag
y en el sector Miraflores, pues son los que presentan mayores niveles e TPH según
la bibliografía [3]. Se tomarán bacterias de los cultivos aislados del estuario, se
colocarán los sedimentos en bandejas en condiciones controladas y se medirá los
niveles de TPH antes y después de colocar las bacterias utilizando la
espectrofotometría de infrarrojos en hexano, contratando para ello un laboratorio
acreditado.
Como último punto se medirá mediante el uso de trampas de dióxido de carbono, la
cantidad de carbono que consumen las bacterias como combustible biológico en el
transcurso del proceso, como producto de la metabolización de sus fuentes de
carbono.
1.3.3. Justificación práctica
Este trabajo de investigación busca motivar y ser sustento para el desarrollo de
procesos de biorremediación aplicables al estuario del Estero Salado, para ello se
colaborará con datos experimentales que podrán ser utilizados para el desarrollo de
futuras investigaciones en el área. Estos datos permitirán conocer más sobre la
capacidad de los consorcios bacterianos del estero para degradar hidrocarburos en
condiciones controladas. Este conocimiento será un aporte útil para la búsqueda de
soluciones aplicables a dicho ecosistema.
20
1.4. Objetivos
1.4.1. Objetivo general
Evaluar la capacidad de degradación de los hidrocarburos presentes en los
sedimentos del Estero Salado mediante el uso de consorcios bacterianos.
1.4.2. Objetivos específicos
Caracterizar las variables físico químicos (pH, Humedad) de los sedimentos
del Tramo B del Estero Salado durante época seca.
Determinar las Concentraciones de TPH antes y después de la inoculación
del consorcio bacteriano
Evaluar la producción de CO2/día que generan las bacterias del consorcio
bacteriano
1.5. Delimitación de la investigación
Antes de iniciar este proceso se revisó la bibliografía existente sobre el tema y se
estableció que la presente investigación se limitaría a realizar un estudio sobre la
capacidad de degradar hidrocarburos de los consorcios bacterianos
(principalmente de la familia Pseudomona) que se aíslen de los lodos sedimentarios
de los alrededores del Sector Miraflores y del Puente Zig Zag del estuario del Estero
Salado mediante la medición de los niveles de TPH antes y después de colocar los
consorcios. Además, se tomarán datos sobre el cambio en condiciones como la
Humedad y el pH durante el tratamiento y mediante el uso de la respirometria se
podrá determinar la cantidad de CO2 producida por metro cuadrado, esto dará una
idea del aprovechamiento que las bacterias dan en su metabolismo al carbono
21
extraído de los hidrocarburos, los datos obtenidos se verificaran mediante el uso de
pruebas ANOVA y t-student en el software estadístico Statistical Lab.
1.6. Hipótesis
El uso de consorcios bacteriano disminuirá las concentraciones de TPH en
los sedimentos contaminados del Estero Salado
1.6.1. Variable independiente
Características fisicoquímicas del lodo
Capacidad de las bacterias para degradar Hidrocarburos
Características microbiológicas de las Bacterias
1.6.2. Variable dependiente
Concentración de TPH
Producción de CO2
Potencial de Hidrogeno
CAPITULO II
2.1. Antecedentes
El Estero Salado es un estuario icónico de la ciudad de Guayaquil, además
de ser uno de los medios acuáticos más importantes del país, en el último medio
siglo la contaminación continua ha provocado graves cambios tanto en aguas como
en suelo perdiendo así su belleza natural. Para identificar las causas de dicha
contaminación, medir los niveles de contaminantes, indagar sobre los efectos de la
misma y buscar alternativas para remediar el daño causado, se han realizado
numerosas investigaciones alrededor del tema.
22
Entre las investigaciones más recientes sobre los niveles de Hidrocarburos
del Estero Salado está el estudio de las concentraciones por metales pesados e
hidrocarburos en el ramal B del estero salado realizado por el Ingeniero Víctor Hugo
Rivera Pizarro como trabajo de titulación para obtener el título de ingeniero químico
donde los niveles de hidrocarburos se encontraban entre 800 y 1000 mg/Kg en 6
estaciones del tramo B, Otra investigación un poco más antigua es el estudio de los
efectos de la contaminación hidrocarburifica en los macroinvertebrados del estero
salado realizado por la Bióloga Maritza Cárdenas Calle como trabajo titulación de
postgrado en la cual se especifica al sector Miraflores como la zona del tramo B con
mayores niveles, alrededor de 1124mg/Kg, mientras que en zonas como Kennedy
y Urdesa se encuentra entre los 200 y 100 mg/Kg.
En cuanto a las causas Noelia Vascones en su trabajo de titulación señala
como principales causas de la contaminación, el prácticamente nulo cumplimiento
de las normativas ambientales por parte de las industrias ubicadas en el norte del
Tramo B y la falta de sanciones y medidas de control más eficientes por parte de
los organismos estatales y gobiernos seccionales. A pesar de ello también se habla
sobre los avances que se han logrado en el sector sur del estero, específicamente
los que forman parte del proyecto GUAYAQUIL ECOLOGICO, la reubicación de
familias que Vivian en las riveras, a través del plan SOCIO VIVIENDA en
coordinación con el MAE, reducción de malos olores en el tramo A aplicando super-
oxigenacion, reforestación de las riveras en el sector el Cisne II. Se menciona que
a partir del año 2007 la empresa VISOLIT S.A. ha participado y ganado todos los
23
recursos para el mantenimiento del estero salado y posee contratos vigentes hasta
el año 2019.
2.2. Marco teórico
2.2.1. COMPOSICIÓN DEL CRUDO DE PETRÓLEO
Composición general
El crudo de petróleo es un líquido negro y altamente viscoso formado por una
alta variedad de sustancias orgánicas, pudiendo contener miles de compuestos,
básicamente hidrocarburos (un 50-98% de la composición) [13]. Los hidrocarburos
son utilizados para la producción de multitud de artículos, por lo que son uno de los
grupos más importantes de contaminantes al medio ambiente, no solo por su
abundancia, también por su persistencia en diferentes ecosistemas [14]. La mayoría
de los hidrocarburos son n-alcanos o alcanos de cadena lineal también llamados
parafinas, otros son alcanos ramificados (en menor cantidad), naftenos y diferentes
cantidades de hidrocarburos aromáticos. [10]. El crudo de petróleo posee una
composición elemental mayoritariamente de carbono-hidrogeno de alrededor de 84-
87% de C y 11-14% de H, además contiene de 0-8% de S, y de 0-4% de O y N y
trazas de metales como el níquel, el vanadio entre otros [16]. [17].
Composición por familias de hidrocarburos
Para un estudio más detallado de los hidrocarburos provenientes del petróleo
se suelen colocar los compuestos en familias:
parafinas volátiles (alcanos hasta C10),
parafinas no volátiles (alcanos entre C10-C40),
24
naftenos (ciclo alcanos)
olefinas (alquenos)
aromáticos (monoaromáticos y poliaromáticos).
En un grupo apartado de compuestos se encuentran las resinas y los
asfáltenos
Parafinas volátiles (n-alcanos e isoprenoides volátiles):
Componen alrededor del 30% del petróleo. Son alcanos lineales y alcanos
ramificados C1-C10 de 1 a 10 átomos de carbono. Por el hecho de estar formados
por pocos átomos de carbono, su peso molecular es muy pequeño, lo que conlleva
una alta volatilidad por lo que son más susceptibles a pérdidas abióticas por
volatilización. La fracción más volátil de estos compuestos forma el gas natural, el
cual contiene principalmente C1-C5. Los isoprenoides o alcanos ramificados
volátiles, más representativos son el isobutano e isopentano. Conforme aumenta el
peso molecular disminuye la presencia de estos compuestos, que incluso pueden
llegar hasta C10 (2,6 dimetil octano) [18].
Parafinas no volátiles (n-alcanos e isoprenoides)
Compuestos por alcanos e isoprenoides de mayor peso molecular que los
anteriores entre C11-C40.La volatilidad de C11-C15 es intermedia
25
Naftenos (ciclo alcanos)
Compuesta por cadenas cerradas o ciclos de alcanos. Los compuestos que
se encuentran con mayor abundancia pertenecientes a esta familia son los ciclo
pentanos alquilados (principalmente metilados), que pueden llegar a representar un
31% del crudo. Los compuestos monos y di cíclicos corresponden al 50-55% de
esta fracción, los tricíclicos al 20% y los tetra cíclicos al 25%. Esta familia engloba
a los hópanos, antes mencionados
Olefinas (alquenos)
Los alquenos están poco presentes en el crudo de petróleo, encontrándose
en concentraciones traza. Adquieren importancia en los productos resultantes del
refinado, ya que se generan durante el proceso de cracking, existiendo hasta un
30% en gasolinas y un 1% en fueles.
Hidrocarburos aromáticos
El crudo de petróleo contiene una mezcla muy compleja de hidrocarburos
aromáticos. Esta fracción la componen moléculas que contienen uno o varios anillos
bencénicos en su estructura. Así encontramos hidrocarburos monoaromáticos (un
anillo bencénico), di aromáticos (2 anillos bencénicos) y poliaromáticos (HAPs, con
más de dos anillos bencénicos).
Hidrocarburos monoaromáticos:
Se encuentran el benceno y sus alquilados (mono alquilados como el tolueno
y di alquilados como los xilenos), formando la familia de los BTEX (benceno,
26
tolueno, etilbenceno y xileno) de gran importancia ambiental debido a su volatilidad
y toxicidad.
Hidrocarburos poli aromáticos
Entre los hidrocarburos di aromáticos, encontramos el naftaleno y sus
alquilados (mono, di, tri y tetrametilnaftalenos). Constituyen la familia mayoritaria de
hidrocarburos aromáticos presentes en un crudo.
Entre los hidrocarburos poliaromáticos de tres anillos, encontramos el
fenantreno, antraceno, fluoreno, y sus derivados alquilados. El fenantreno y los
metilfenantrenos, representan los componentes mayoritarios de los triaromáticos.
Entre los hidrocarburos poliaromáticos de más de tres anillos, encontramos
el fluoranteno (3 anillos bencénicos y uno no bencénico), pireno y criseno (4 anillos
aromáticos), pireno y benzo(a)pireno (5 anillos aromáticos) y coroneno (un HAP
pericondensado con 6 anillos).
También se pueden incluir compuestos muy relacionados con los
hidrocarburos aromáticos que contienen anillos aromáticos heterocíclicos con
azufre (tiofenos,
dibenzotiofenos) o nitrógeno (carbazoles).
Resinas y asfáltenos
Se trata de mezclas complejas, integradas por núcleos poli cíclicos o nafteno
aromáticos. Contienen cadenas hidrocarbonadas con heteroátomos de oxígeno,
nitrógeno y azufre (componentes NOS del petróleo) y a veces están asociadas con
27
pequeñas concentraciones de metales como el vanadio y el níquel. Constituyen
entre un 10% en crudos poco degradados o ligeros, hasta un 60% en crudos muy
degradados. Es la fracción que presenta una mayor recalcitrancia de un crudo de
petróleo. Se trata de agregados de piridinas, quinolinas, carbazoles, tiofenos,
sulfóxidos, amidas, HAP, sulfuros, ácidos nafténicos, ácidos grasos,
metaloporfirinas y fenoles polihidratados.[18].
2.2.2. Problemas socio ambiental generados por la industria petrolera
En la actualidad, los distintos países dependen del petróleo y sus
productos; la estructura física y la forma de vida de las aglomeraciones periféricas
que rodean las grandes ciudades son posibles gracias a un suministro de petróleo
relativamente abundante y barato. Sin embargo, en los últimos años ha descendido
la disponibilidad mundial de esta materia, y su costo relativo ha aumentado. Es
probable que, a mediados del siglo XXI, el petróleo ya no se use comercialmente de
forma habitual.
El suelo como hábitat para los microorganismos
Llamamos suelo a la parte más externa de la corteza terrestre, resultante de
la meteorización de las rocas subyacentes y con unas características claramente
diferenciadas de las mismas. Podemos considerar el suelo como un sistema de
interacción entre tres fases bien definidas: una fase sólida, constituida por materia
mineral y orgánica, una fase líquida, y una fase gaseosa o atmósfera del suelo. [19]
El tipo y composición de la materia mineral viene dado por las
características de las rocas del subsuelo, así como de los procesos edáficos que
28
hayan tenido lugar en su formación. La porción inorgánica es muy importante por
su influencia en la disponibilidad de nutrientes, aireación, retención de agua, etc. La
materia orgánica procede de la actividad de los distintos organismos vivos del suelo
y su composición y cantidad es variable, principalmente en función del tipo de
cubierta vegetal. El resto del volumen del suelo está prácticamente constituido por
espacios porosos, que a su vez están ocupados por agua y los gases que
constituyen la atmósfera edáfica. La porosidad (cantidad y tamaño de los poros)
depende de la textura, determinada por la cantidad de arena, limo y arcilla, la
estructura y el contenido en materia orgánica. Todos estos factores determinan a
su vez el movimiento y capacidad de retención de agua del suelo y la composición
gaseosa de su atmósfera. De forma característica la atmósfera del suelo se
encuentra enriquecida en dióxido de carbono y empobrecida en oxígeno, como
resultado de la respiración aeróbica de raíces de plantas, animales y
microorganismos. Sin embargo, cuando se producen condiciones de anaerobiosis
(por acumulación de agua en los poros del suelo) aparecen en la atmósfera del
suelo otros gases como óxido nitroso, nitrógeno gaseoso y metano, resultantes de
actividad respiratoria anaeróbica bacteriana. Tanto el contenido en agua como la
composición de la atmósfera del suelo son factores que fluctúan ampliamente. [20]
Este sistema complejo que constituye el suelo, característicamente
heterogéneo espacial y temporalmente, alberga una gran riqueza de especies
vegetales, animales y microbianas. El suelo es un ambiente muy apropiado para el
desarrollo de los microorganismos tanto eucariotas (algas, hongos, protozoos)
como procariotas (bacterias y arqueas). También encontramos virus y
29
bacteriófagos. Todos estos organismos establecen relaciones entre ellos en formas
muy variadas y complejas y también contribuyen a las características propias del
suelo por su papel en la modificación de las fases sólida, líquida y gaseosa antes
mencionadas. Los microorganismos desempeñan funciones de gran importancia en
relación con procesos de edafogénesis; ciclos biogeoquímicos de elementos como
el carbono, el nitrógeno, oxígeno, el azufre, el fósforo, el hierro y otros metales;
fertilidad de las plantas y protección frente a patógenos; degradación de
compuestos xenobióticos, etc. [21]
Los organismos del suelo no se distribuyen al azar, sino que siguen patrones
espaciales de agregación, a escalas diferentes (desde nm a km) que se
superponen. Esta estructuración obedece al efecto causado por diferentes factores
de control y es totalmente dinámica. Utilizando técnicas de observación de
secciones ultrafinas de suelo mediante microscopía electrónica, tomografía, análisis
geoestadístico y la elaboración de modelos, se ha demostrado que la distribución
de las bacterias edáficas. Está altamente estructurada, y que esta estructuración es
importante para la funcionalidad del suelo. Las bacterias se organizan en
microcolonias compuestas de pocas células que pueden pertenecer a diferentes
morfotipos. Factores como la presencia de raíces, pequeños agregados, nutrientes
y poros parecen gobernar la distribución de bacterias en microhábitats. [22]
La complejidad del suelo como ecosistema (nivel microscópico incluido)
junto con las especiales particularidades de los microorganismos, tales como su
tamaño microscópico y las dificultades para una diferenciación basada en su
30
morfología, habían proporcionado una visión del mundo microbiano edáfico como
una “caja negra” de la cual se sabía que cumplía una función, aunque no se
conociese su contenido. [23]
2.3. Teoría microbiológica
Biomasa microbiana
La determinación de la biomasa microbiana ha cobrado importancia en los
últimos al papel de los microorganismos en el ciclaje e inmovilización de nutrientes.
Esta fracción contiene 1 a13% del C total del suelo y basta el 5% del N total por lo
que puede generar nutrientes en cantidades suficientes para llenar las demandas
de las plantas. [24]
Actividad microbiana
Debido al papel de los microorganismos en la descomposición de residuos,
una medida de actividad biológica puede ser un indicador valioso del efecto del
manejo del sistema sobre la población microbiana del suelo. Algunas de las técnicas
utilizadas reflejan la actividad de individuos o grupos de organismos específicos,
mientras que otras se refieren a la actividad total de la biota del suelo. Entre las
primeras técnicas se encuentran la medición de la actividad de diferentes enzimas
en el suelo. La actividad total de la población microbiana del suelo puede
determinarse utilizando la técnica de respiración. [25]
La actividad degradativa de poblaciones naturales de microorganismos es
uno de los principales mecanismos por el cual se elimina el petróleo y otros
hidrocarburos contaminantes del ambiente. [26]
31
Como los organismos individualmente pueden metabolizar un limitado rango
de hidrocarburos, se asocian en poblaciones mixtas para adquirir una amplia y
completa capacidad enzimática suficiente para degradar complejas mezclas de
hidrocarburos como el petróleo crudo en el suelo. [27]
Los importantes grupos bacterianos implicados en la biodegradación de
hidrocarburos y otros contaminantes están compilados en la base de datos de cepas
biodegradativas donde se destacan los géneros: Alcaligenes, Arthrobacter,
Azoarcus, Bacillus, Bacteroides, Burkholderia, Comamonas, Desulfitobacterium,
Flavobacteriu, Mycobacterium, Nocardia, Pseudomonas, Ralstonia, Rhodococcus,
Sphingomonas.
Las Pseudomonas son las bacterias más eficientes en la degradación de
compuestos tóxicos. La capacidad de estas bacterias para degradar a los
hidrocarburos depende del tiempo de contacto con el compuesto, las condiciones
ambientales en las que se desarrollen y su versatilidad fisiológica. [28]
Además, aunque no han sido caracterizados en su totalidad, muchos de
estos microorganismos poseen actividades que permiten la oxidación algunas
fracciones del petróleo. Esta oxidación permite la conversión a bióxido de carbono
y agua. [24]
2.4. Factores que influyen la Bioremediación
La concentración y composición de la comunidad microbiana y la tasa de
transformación de contaminantes está influenciada por diversos factores:
32
• Necesidad de nutrientes: El metabolismo microbiano está orientado a la
reproducción de los organismos y éstos requieren que los constituyentes químicos
se encuentren disponibles para su asimilación y sintetización. Los nutrientes
principalmente requeridos son el fósforo y el nitrógeno. Por lo general suele haber
en el suelo una concentración de nutrientes suficiente, sin embargo, si estos no se
encontrasen en el rango normal se puede adicionar mayor cantidad al medio. El
rango normal de C: N: P depende del sistema de tratamiento a emplear, siendo de
modo habitual 100:10:1.
pH del suelo: afecta significativamente en la actividad microbiana. El
crecimiento de la mayor parte de los microorganismos es máximo dentro de un
intervalo de pH situado entre 6 y 8. Así mismo el pH también afecta directamente
en la solubilidad del fósforo y en el transporte de metales pesados en el suelo. La
acidificación o la reducción del pH en el suelo se puede realizar adicionando azufre
o compuestos del azufre.
• Humedad: los microorganismos requieren unas condiciones mínimas de
humedad para su crecimiento. El agua forma parte del protoplasma bacteriano y
sirve como medio de transporte a través del cual los compuestos orgánicos y
nutrientes son movilizados hasta el interior de las células. Un exceso de humedad
inhibirá el crecimiento bacteriano al reducir la concentración de oxígeno en el suelo.
El rango varía en función de la técnica.
33
2.5. Biodegradación
Es el resultado de los procesos de digestión, asimilación y metabolización de
un compuesto orgánico llevado a cabo por bacterias, hongos, protozoos y otros
organismos. [29]
Los microorganismos del terreno transforman tanto compuestos orgánicos
como inorgánicos. Los procesos de biodegradación incluyen reacciones de
oxidación-reducción, procesos de adsorción e intercambio de iones y reacciones de
quelación de formación de complejos, que dan lugar a la fijación de los metales. [17]
Muchos estudios han demostrado que la biodegradación por los microbios
indígenas puede contribuir perceptiblemente a la destrucción de compuestos
orgánicos
La biodegradación es un proceso natural ventajoso no sólo por permitir la
eliminación de compuestos nocivos impidiendo su concentración, sino que además
es indispensable para el reciclaje de los elementos en la biosfera, permitiendo la
restitución de elementos esenciales en la formación y crecimiento de los organismos
(carbohidratos, lípidos, proteínas). La descomposición puede llevarse a cabo en
presencia de oxígeno (aeróbica) o en su ausencia (anaeróbica). La primera es más
completa y libera energía, dióxido de carbono y agua, es la de mayor rendimiento
energético y se describe así:
Degradación aerobia:
Sustrato + O2 biomasa + CO2 (g) + H2O
34
La biodegradación aerobia es la reacción más fácil para la aceptación de
electrón terminal y esta usada para la biodegradación de los hidrocarburos del
petróleo. Este proceso de degradación ocurre en presencia de microbios aerobios.
Los últimos productos de la mineralización de compuestos orgánicos son dióxido de
carbono, agua y masa de la célula. Los organismos anaerobios facultativos pueden
utilizar el oxígeno cuando es presente o puede cambiar en aceptadores alternativos
del electrón.
Los procesos anaeróbicos son oxidaciones incompletas y liberan menor
energía y se describen así:
Degradación anaerobia:
Substrate + (NO3-, SO42-, Fe3+, Mn4+, CO2) + Biomass + CO2(g) +(N2(g),
Mn2+, H2S(g), Fe2+, CH4(g))
Otros aceptadores de electrón como los iones nitrato, sulfato, férrico,
manganeso, y así sucesivamente, serán utilizados cuando el oxígeno no está
disponible. Es obligar los organismos anaerobios a ser dominante en ausencia del
oxígeno. La degradación bajo condiciones anaerobias puede ser relativamente
lenta. Los productos metabólicos de la biodegradación anaerobia incluyen los
ácidos orgánicos simples, el CO2, el H2O, el CH4, el H2, el N2, y la masa de la
célula. [26]
35
2.3. Marco contextual
En la ciudad de Guayaquil el Estero Salado representa un sistema estuarino
icónico de la metrópolis, se extiende alrededor de 60Km desde el Puerto Marítimo
hasta Posorja, formando parte del Golfo de Guayaquil
Este ecosistema estuarino brinda una diversidad de recursos y servicios
ecológicos significativos y valiosos para la sustentación de la metrópolis de
Guayaquil, albergando una amplia variedad de empresas del sector acuícola, el cual
es parte importante de la economía no petrolera del país, lo cual sustenta su amplio
de valor ecológico y comercial [29].
Existen áreas delimitadas para un manejo sustentable de los recursos del
Estero Salado, como:
‘Bosque Protector Salado del Norte de (47,23 hectáreas)
Bosque Protector Puerto Hondo (2.000 hectáreas)
Reserva de Producción Faunística Manglares el Salado con (5.409
hectáreas).
Sin embargo, al encontrarse situada en la ciudad más poblada del país [A9],
el estuario del Estero Salado, está siendo perjudicado en diferente forma por
diferentes causas antropogénicas que se realizan en la ciudad y en sus periferias.
Si a esto agregamos, que el aumento acelerado de la población en la urbe y el
crecimiento inmediato del perímetro urbano que esto conlleva han dado lugar a
asentamientos urbanos ilegales y no planificados por las autoridades causando que
36
tengan sistemas de alcantarillado insuficientes, sin ningún tipo de tratamiento en
sus aguas residuales y realicen la disposición final de sus desechos sólidos en el
estuario [30] [31] [32] [33].
De las aguas residuales con poco o ningún tratamiento que ingresan
continuamente a los diferentes ramales del Estero, alrededor de un 60%
corresponden a uso doméstico y un 40% corresponde a uso industrial [34].
Al mismo tiempo que esto ocurre ingresan contaminantes de forma
discontinua, por las escorrentías correspondientes a zonas de cultivo y usufructo de
recursos minerales en canteras situadas en los alrededores periféricos de la
metrópoli [35], además de desechos hidrocarburiferos, lixiviados derivados de
desechos sólidos domésticos e industriales por escorrentías procedentes de
superficies no permeables [36].
El Estero Salado, por ser un brazo de mar, y al no recibir aportes de afluentes
o ríos situados aguas arriba, sus aguas tienen cierto movimiento que no está dirigido
predominantemente hacia el mar abierto; el cuerpo de agua se desliza con la marea
hacia el mar, pero recupera
Aguas residuales con poco o ningún tratamiento, ingresan de manera puntual
a los diferentes ramales del
Estero, cerca de un 60% correspondiente a uso doméstico y 40% de uso
industrial [32]. Adicionalmente, ingresan contaminantes de manera no puntual, por
las escorrentías provenientes de zonas de cultivo y explotación de canteras
ubicadas en la periferia de la ciudad [33], además de basura, lixiviados y
37
contaminantes por escorrentías provenientes de superficies no permeables (techos,
puentes, calles, aceras) [34].
Este brazo de mar, y al no estar conectado a otros afluentes o ríos situados
aguas arriba y gracias a que sus aguas poseen cierto movimiento que no está
encaminado preferentemente hacia el mar abierto; el cuerpo de agua se desplaza
con la marea hacia el mar, pero recobra su estado originario con el descenso de la
misma; este proceso perturba la renovación y hace mucho más difícil la
autodepuración de las aguas en el estuario del Estero Salado, fundamentalmente
hacia las zonas más periféricas de la ciudad de Guayaquil [30].
Si a lo antes mencionado adicionamos el hecho que las zonas intermareales
demuestran una respuesta inmediata a todas estas alteraciones de los ecosistemas
colindantes a la zona intermareal [34].
Este efecto ha influenciado de una manera u otra al detrimento de la calidad
ambiental, estética y productiva del estuario, perjudicando:
La actividad económica en la zona impidiendo la explotación de sus recursos
pesqueros y deteriorando la calidad del agua para el uso de la industria camaronera
que es tomada de los ecosistemas cercanos [35]
Como a un abundante número de especies que conviven en el estuario,
destruyendo paulatinamente este ecosistema [36].
38
2.4. MARCO CONCEPTUAL
La contaminación. - Se refiere a alteraciones químicas, físicas o biológicas
que alteran el equilibrio natural y provocan un deterioro en la calidad de vida y medio
ambiente. La contaminación puede provenir no solo del ser humano, sino también
de la naturaleza, aunque la contaminación que más connotación ha provocado en
los diferentes ecosistemas terrestres es la proveniente del ser humano.
Generalmente las actividades humanas conllevan contaminación en diferentes
grados según la naturaleza de los procesos que realiza.
Contaminación del suelo.- El suelo al igual que el agua y aire sirve de enlace
entre los diferentes factores bióticos y abióticos, siendo una fuente de recursos para
el ser humano, los cuales pueden ser renovables o no renovables dependiendo de
su uso.
Debe recordarse que cualquier alteración en los factores ambientales del aire
o el agua pueden afectar al suelo y viceversa, además los tipos de suelo y su
composición varían dependiendo de los factores ambientales de cada zona en
particular. De la misma manera los suelos cambian en su estructura con el tiempo;
a excepción de alguna catástrofe medioambiental, estos cambios suelen ser lentos,
pero en ciertas zonas la actividad humana ha provocado grandes cambios en un
periodo corto de tiempo cual se tratase de una catástrofe medioambiental natural.
Contaminante.- Cualquier elemento, compuesto, sustancia, derivado químico
o biológico, energías, radiaciones, vibraciones, ruidos o combinación de ellos, que
39
causa un efecto adverso al aire, agua, suelo, flora, fauna, seres humanos, a su
interrelación o al ambiente en general
Contaminación por hidrocarburos.- Este tipo de contaminación no solo afecta
a los seres vivos, sino también a los recursos naturales presentes en el suelo. Las
afectaciones que provoca este tipo de contaminación se manifiestan en lapsos
variables de tiempo, la mayoría no aparecen sino después de décadas y generan:
Afectación de la estructura del suelo por ruptura de agregados
Un elevado aumento de la retención normal de agua
Alteración del C orgánico
Variación del pH
Aumento de metales como Fe y Mn
Aumento de P disponible
Hidrocarburos Totales de Petróleo.– Los términos hidrocarburos totales de
petróleo (abreviados TPH en inglés) se usan para describir una gran familia de
varios cientos de compuestos químicos originados de petróleo crudo. El petróleo
crudo es usado para manufacturar productos de petróleo, los que pueden
contaminar el ambiente. Debido a que hay muchos productos químicos diferentes
en el petróleo crudo y en otros productos de petróleo, no es práctico medir cada uno
en forma separada. Sin embargo, es útil medir la cantidad total de TPH en un sitio.
40
Los TPH son una mezcla de productos químicos compuestos principalmente
de hidrógeno y carbono, llamados hidrocarburos. Los científicos han dividido a los
TPH en grupos de hidrocarburos de petróleo que se comportan en forma similar en
el suelo o el agua. Estos grupos se llaman fracciones de hidrocarburos de petróleo.
Cada fracción contiene muchos productos químicos individuales.
Algunas sustancias químicas que pueden encontrarse en los TPH incluyen
hexano, combustibles de aviones de reacción, aceites minerales, benceno, tolueno,
xilenos, naftalina, y fluoreno, como también otros productos de petróleo y
componentes de gasolina. Sin embargo, es probable que muestras de TPH
contengan solamente algunas, o una mezcla de estas sustancias químicas
Biorremediación.- La biorremediación es una tecnología basada en la
biodegradación de moléculas orgánicas a moléculas de menor toxicidad y tamaño,
mediante el uso de seres vivos como plantas, hongos, bacterias. Cabe destacar que
la degradación natural suele ser muy lenta, por lo cual se aplican solo
microorganismos que optimizan el proceso gracias en ocasiones a mejoras
genéticas que logran resultados más rápidos.
Biorremediación de hidrocarburos por bacterias.- Se utiliza bacterias para
generar la biodegradación, pueden ser propias del lugar o provenir de otro sitio, si
fuese el caso que procedan de otro lugar habría que inocularlas previamente,
también se suele adicionar nutrientes como N y P para acelerar el proceso de
adaptación.
41
Existen bacterias que pueden degradar con facilidad derivados del petróleo
como; tolueno, benceno, esteres, entre otros, del mismo modo pueden degradar
otra clase de compuestos como; As, Se, PCBs.
Bioaumentacion.- Es la adición de cultivos bacterianos o arqueas necesarias
para acelerar la velocidad de degradación de un contaminante. En un lugar lleno de
contaminación la vida microbiana generalmente lo encuentra como un lugar ideal
para vivir. El material biológico que se originó en esta área contaminada es capaz
de degradar los desechos, pero cuando la cantidad de residuos se sobrecarga surge
la necesidad de adquirir ayuda de forma externa para acelerar la descomposición.
42
CAPITULO III
3.1. Metodología del diseño
3.1.1. Principios del diseño
Aleatoria
Es un método estadístico utilizado en diseños experimentales, donde se asignan los
valores al azar, es decir no existe un orden en la toma de muestras.
Repetición
La réplica tiene como objeto obtener una cantidad de muestras representativas las
cuales de manera estadísticas ayuden a obtener una media y visualizar intervalos
del número de veces que se aplica el efecto medio de un factor que se haya aplicado
en el experimento.
3.2. Diseño experimental
3.2.1. Periodo de análisis de investigación
La investigación fue desarrollada en los meses de agosto del 2018 a febrero del
2019, durante periodos de marea baja, comprobadas en las tablas de marea del
INOCAR.
3.2.2. Locación de muestreo (seccionados por tramos/bloques)
Mencionado por la Municipalidad de Guayaquil, los sectores a estudiarse según
estudios ambientales realizados esta es una de las zonas con mayor afectación de
43
Ilustración 1 Fotografía de la zona de muestra Miraflores
contaminación hidrocarburifica debido a la emisión de aguas residuales de uso
doméstico de las urbanizaciones aledañas y de desechos industriales.
Fuente: Elaboración propia
3.2.3. Técnica de extracción
Las muestras del suelo se tomaron entre los 20 y 35 cm de profundidad y se
almacenaron sobre bandejas de aluminio y se dejaron secar a temperatura
ambiente por 48 horas.
3.2.4. Preparación del tratamiento
Se trabajó con tres tratamientos y dos réplicas de cada una, en dos zonas del estero
salado de la Ciudad de Guayaquil, se almacenaron las muestras a temperatura
ambiente durante 48 horas.
44
3.3. Factores fisicoquímicos del suelo
3.3.1. Determinación de la humedad
La humedad del suelo está definida como la cantidad de agua existente en un suelo
referente a porcentaje (%p/p). Para lo cual se secaron muestras del suelo a 60 °C
en la estufa durante 24 horas y se calculó el contenido de agua en el suelo por
gravimetría.
3.3.2. Determinación del pH
La determinación de pH del suelo se realizó mediante el método Electrométrico en
el cual se pesaron 20 g de muestra del suelo contaminado con hidrocarburo y se lo
coloco en un vaso de precipitación con 100 ml de agua destilada para agitar por 10
minutos y se midió el pH en un Orión 5 Star.
3.4. Caracterización de los consorcios
3.4.1. Análisis de consorcios bacterianos
El consorcio bacteriano degradadores de hidrocarburos fue obtenido por
secuenciación de genes 16S-RNA, en la que se demostró la presencia de Bacillus
subtilis, Bacillus fusiformis, Acinetobacter junii y Pseudomona sp , las bacterias
pseudomonas tienen la capacidad de poder utilizar diferentes sustratos , inclusive
aquellos obtenidos por el petróleo , siendo estas bacterias Gram negativas
pertenecientes a las Proteobacterias.
La Pseudomona putida posee una dioxigenasa que es de mucha importancia debido
a su capacidad de ser utilizadas para aplicaciones biotecnológicas, biocatalisis,
biorremediacion y producción de bioplásticos.
45
Investigaciones realizadas demuestran que Bacillus, Flavobacterium y
Pseudomonas son los microorganismos más utilizados en la etapa de degradación
de los Hidrocarburos Totales
3.4.2. Hidrocarburos totales de petróleo
Procedimiento
Se marca el recipiente de la muestra para determinar posteriormente el
volumen de la muestra. Si la muestra no se acidificó al momento de la
recolección, agregue 5 ml de ácido clorhídrico a el recipiente de muestra.
Después de mezclar la muestra, se verifica el pH tocando el papel sensible al
pH en la tapa para asegurarse de que el pH sea 2 o inferior.
Se añade más ácido si es necesario.
Se vierte la muestra en un embudo de separación. agregando 30 ml de
fluorocarbono-113 a el recipiente de muestra y se gira para enjuagar los lados.
Se transfiere el solvente al embudo de separación. Extrayendo mediante
agitación vigorosamente durante 2 minutos. Permitiendo que las capas se
separen.
Se filtra la capa de solvente a través de un embudo que contiene papel de
filtro humedecido con solvente en un matraz volumétrico de 100 ml.
NOTA 1: Una emulsión que no se disipa puede romperse vertiendo
aproximadamente 1 g de sulfato de sodio en el cono del papel de filtro y drenando
lentamente la emulsión a través de la sal. Se pueden agregar también porciones
de 1 g adicionales al cono según sea necesario.
Se repiten los dos pasos anteriores dos veces más con porciones de 30 ml
46
de solvente nuevo, combinando todo el solvente en el matraz volumétrico.
Se enjuaga la punta del embudo de separación, el papel de filtro y el embudo
con un total de 5-10 ml de disolvente y se recogen los enjuagues en el matraz.
Diluyendo el extracto a 100 ml. Si se sabe que el extracto contiene más de 100
mg de material orgánico no hidrocarbonado,
Pipeteamos una porción apropiada de la muestra a un volumen volumétrico
de 100 ml y se diluye al volumen.
Desechamos alrededor de 5-10 ml de solución del matraz volumétrico.
Añadiendo 3 g de gel de sílice y una barra de agitación; se tapa el matraz
volumétrico y agitando la solución durante un mínimo de 5 minutos con un
agitador magnético.
Seleccionamos los estándares de trabajo adecuados y la trayectoria de la
celda de acuerdo con la siguiente tabla de rangos de trabajo aproximados:
Pathlength Range
10 mm 2-40 mg 50 mm 0.5-8 mg 100 mm 0.1-4 mg
Se calibra el instrumento para las celdas apropiadas utilizando una serie de
estándares de trabajo. No es necesario agregar gel de sílice a los estándares.
Determinamos la absorbancia directamente para cada solución en el máximo
de absorbancia a aproximadamente 2930 cm-1.
Preparamos un gráfico de calibración de absorbancia vs. mg de petróleo.
Hidrocarburos por 100ml de solución.
Después de que el gel de sílice se haya asentado en el extracto de la
muestra, llenamos una celda limpia con solución y determinamos la absorbancia del
47
extracto. Si la absorbancia excede
0.8 preparar una dilución apropiada.
NOTA 2: La posibilidad de que se haya excedido la capacidad de absorción del gel
de sílice se puede probar en este punto agregando otros 3.0 g de gel de sílice al
extracto y repitiendo el tratamiento y la determinación.
Determinamos la concentración de hidrocarburos del petróleo en el extracto
comparando la respuesta con el gráfico de calibración
Calculos
Calculamos los hidrocarburos de petróleo en la muestra utilizando la
fórmula:
𝑚𝑔
𝐾𝑔 𝐻𝑖𝑑𝑟𝑜𝑐𝑎𝑟𝑏𝑢𝑟𝑜𝑠 𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑃𝑒𝑡𝑟𝑜𝑙𝑒𝑜 =
𝑅 ∗ 𝐷
𝑀
Donde:
R = mg de hidrocarburos de petróleo determinado de la gráfica de calibración.
D = factor de extracto disuelto, si se requiere utilizar.
M = masa de muestra, en kilogramos.
3.4.3. Respirometría
De cada una de las muestras, se tomaron 100 g de muestra de suelo.
Las muestras fueron puestas en una bandeja de aluminio y se adicionaron 25ml de
NaOH (0,1 N) en la superficie de la bandeja y cubiertas por un vaso de precipitación,
se dejaron a temperatura ambiente durante 48 horas , se utilizó fenolftaleína como
indicador y se realizó la titulación con HCl 0,1 N
3.5. Técnicas de análisis de estudio
48
3.5.1. Mecanismos estadísticos
Prueba de normalidad
Prueba de Fisher
La prueba de Fisher es básicamente la opción estadística a la prueba de Pearson
en donde permite analizar si dos variables se encuentran asociadas cuando las
muestras a estudiar son muy pequeñas.
Prueba de varianza
Test de T-student
Se utiliza cuando la muestra estudiada sigue una distribución normal, pero los
tamaños de las muestras son muy pequeñas.
Anova
Análisis de Varianza, se aplicó con la finalidad de indicar las semejanzas o
diferencia entre las muestras de más de uno de los tratamientos.
3.5.2. Técnicas de predicción de mareas
Ilustración 2 Mareas en los días de muestreo
Fuente: INOCAR
49
Mediante el Instituto Oceanográfico de la Armada (INOCAR) y la tabla de mareas
del puerto de Guayaquil , constatamos el nivel de marea de los 3 días de toma de
muestra
50
CAPÍTULO IV
4.1. Resultados experimentales y análisis de resultados
pH
Los niveles de Potencial de Hidrogeno de los sedimentos obtenido muestran niveles
ligeramente alcalinos de alrededor de 8 antes de aplicar el tratamiento, siendo la
estación de Miraflores la más alcalina. Después del tratamiento los niveles de pH
se reducen en todos los Sedimentos, llegando a niveles neutros de 7 unidades de
pH y ligeramente ácidos de 6,8 niveles de pH, el mayor cambio se presenta en la
Toma C del Sector Miraflores donde cae de 8,86 a 6,85 Y el menor en la Toma C
del Sector del Puente Zig Zag.
Tabla 1. Resultados de pH Muestra Antes Después Toma
Miraflores 8,7 7 A
Miraflores 8,58 7,02 B
Miraflores 8,86 6,85 C
Puente Zig Zag 8,08 6,85 A
Puente Zig Zag 7,87 7 B
Puente Zig Zag 7,55 6,24 C
Fuente: Elaboración propia
En la siguiente Gráfico 1 podemos apreciar de mejor manera el cambio en los
niveles de pH de cada tratamiento, apreciando que tanto en el Sector Miraflores
como en el Sector del Puente Zig Zag el cambio en el pH tiende a un valor siempre
muy cercano al neutro absoluto.
51
Gráfico 1. Cambios de Ph Fuente: Elaboración propia
Se observa que la reducción de pH en los tratamientos del Sector Miraflores es
alrededor de 2 y en el Sector del puente Zig Zag de 1, siendo la disminución
promedio en los niveles de pH después del tratamiento de alrededor 1,44 con una
desviación estándar de 0,4
Todas estas afirmaciones serán comprobadas mediante el uso de modelos
estadísticos, demostrando o desmintiendo cada hipótesis que podamos cuantificar.
Humedad
Con el resultado obtenido al restar el peso del recipiente del alcanzado por la
muestra seca en el recipiente, calculamos el porcentaje de Humedad:
%𝐻𝑈𝑀𝐸𝐷𝐴𝐷 =𝑔𝑟𝑎𝑚𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 ℎ𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎 − 𝑔𝑟𝑎𝑚𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 𝑠𝑒𝑐𝑎
𝑔𝑟𝑎𝑚𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 ℎ𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎
Los resultados conseguidos se muestran en la siguiente Tabla 2 :
Tabla 2. Resultados de humedad
52
ANTES DESPUES
Gr de muestra seca % Humedad Gr de muestra seca % Humedad Diferencia
A1 28 53,33 48 20 20
B1 14 76,66 40 33,33 26
C1 13 78,33 38 36,66 25
A2 25 58,33 46 23,33 21
B2 28 53,33 37 38,33 9
C2 34 43,33 36 40 2
Fuente: Elaboración propia
Como podemos observar en la siguiente Gráfico 2 como los porcentajes de
Humedad en un inicio son mayores en Miraflores(azul) donde alcanza un promedio
de 69,44%, mientras en el Sector del Zig Zag la humedad promedio es del 51,66%.
Gráfico 2. Comportamiento de humedades (antes) Fuente: Elaboración propia
Así mismo en el Gráfico 3Gráfico 3 observamos que en todos los casos la humedad
bajo después del tratamiento
53
Gráfico 3. Comportamiento de humedades (después) Fuente: Elaboración propia
La Desviación de los resultados de humedad antes del tratamiento es menor en el
Sector del Puente Zig -Zag Tabla 3
Tabla 3. Resultados de humedad
PARAMETRO TOTAL Zig Zag Miraflores
PROMEDIO 60,5555556 51,6666667 69,4444444
DESVIACIÓN 14,010578 7,63762616 13,9774951
Fuente: Elaboración propia
Al tratarse de lodos sedimentarios que se encuentran en el fondo del Estero Salado,
es comprensible que el agua alcance alrededor de dos terceras partes de su
composición.
Además, si consideramos que el sector de Miraflores posee lodos arenosos y le
sector del puente Zig Zag pedregosos, es natural suponer que exista diferencias
53,33
76,67 78,33
58,3353,33
43,33
20,00
33,3336,67
23,33
38,33 40,00
0,00
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
70,00
80,00
90,00
PO
RC
ENTA
JE D
E H
UM
EDA
D
Muestras
Humedad
Antes Despues
54
significativas entre ambos niveles de Humedad, lo cual comprobaremos más
adelante
La reducción en la humedad pueda deberse al cambio de condiciones que
experimento la muestra desde la rivera del estero al laboratorio, o a los cambios
fisicoquímicos que se producen como efecto del incremento poblacional de los
consorcios bacterianos
Gráfico 4. Diferencias de humedades Fuente: Elaboración propia
Producción de CO2
Al obtener los ml de Ácido Clorhídrico 0.1N necesarios para neutralizar la solución
se utilizó la siguiente fórmula:
𝑚𝑜𝑙𝐶𝑂2 =(50𝑚𝑙 − 𝑚𝑙𝐶𝑙𝐻) ∗ 0.1𝑚𝑜𝑙/𝑙
(1000𝑚𝑙/𝑙)
Obteniendo de ella los moles de CO2 producidos en cada caso, en la siguiente tabla
Tabla 4 pueden observar los valores obtenidos:
0,00
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
70,00
80,00
90,00
A1 B1 C1 A2 B2 C2
Diferencia de humedades
Antes Despues
55
Tabla 4. Valores obtenidos para el CO2
ml ClH 1 2 molC02 1 2
A 40 39 A 0,001 0,0011
B 43 42 B 0,0007 0,0008
C 42 40 C 0,0008 0,001 Fuente: Elaboración propia
Con los valores obtenido en molCO2 se obtuvo las partes por millón de carbono
perdidos en las muestras obteniendo lo mostrado en la Tabla 5
𝑃𝑝𝑚 (𝐶/𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎) =𝑚𝑜𝑙𝐶𝑂2 ∗ 14𝑔/𝑚𝑜𝑙 ∗ 1000𝑚𝑔/𝑔
𝐴𝑣
Tabla 5. Ppm de Carbono
Ppm C/muestra 1 2
A 151,260504 166,386555
B 105,882353 121,008403
C 121,008403 151,260504
Fuente: Elaboración propia
la Gráfico 5Gráfico 5 representa los valores obtenidos en cada caso:
56
Gráfico 5. Comportamiento de la producción de carbono
Fuente: Elaboración propia
El promedio de partes por millón de carbono consumido por las bacterias en 15 días
fue de 136,13ppm Tabla 6, lo que da una razón de 9ppm/día aproximadamente.
Tabla 6. Promedios de ppm de carbono
PARAMETRO TOTAL Zigzag Miraflores
PROMEDIO 136,134454 146,218487 126,05042
DESVIACIÓN 14,2609771 23,1054237 23,1054237
Fuente: Elaboración propia
Los datos obtenidos de este experimento fueron comparados con los alcanzados
en las pruebas de concentración de Hidrocarburos Totales de Petróleo, para
comprobar que la reducción en dichas concentraciones se debe a una degradación,
llevada a cabo por los consorcios bacterianos utilizados; o se debe a algún otro
factor.
57
4.2. Análisis estadístico
Todas las afirmaciones que realizamos al observar los resultados obtenidos deben
ser comprobadas mediante algún método estadístico que evidencie la hipótesis
planteada.
4.2.1. Confianza de los datos
Lo primero que se debería comprobar es la precisión de los resultados, para ello
comparamos todos los resultados de cada medición y obtenemos la desviación
estándar y los intervalos de confianza para p=0,05, los cuales se señalan en la
siguiente tabla:
Tabla 7. Confianza de datos
Parámetro Ppm(C)/día pH antes
pH después
Humedad después
Humedad antes
TPH
Desviación
estándar
1,5622 0,5183 0,6934 8,32 14.01
439,8371
Confianza(95%) 1,6394 0,644 0,7277 8.74 14,70 461,5807
promedio 9,0756 8,2733 7,265 31,94 60,55 578,3333
Valor final 9,08±1,64 8,27±0,64 7,27±0,73 31,94±8,74 60,55±14,7 578,33±46
Fuente: Elaboración propia
Ahora conocemos en que intervalos se encuentran representados el 95% de la
población en cada variable.
58
TPH
Gráfico 6. Comportamiento de TPH Fuente: Elaboración propia
pH
Gráfico 7. Comportamiento de Ph Fuente: Elaboración propia
Humedad
Gráfico 8. Cambio de humedad Fuente: Elaboración propia
0
500
1000
1500
TPH
0
1
2
3
Cambio pH
0,0000
20,0000
40,0000
60,0000
Cambio de humedad
59
Ppm(C)
Gráfico 9. PPM de carbono Fuente: Elaboración propia
4.2.2. Correlación de Spearman
Utilizaremos la Correlación de Spearman representada en la siguiente formula:
𝜌 = 1 −6 ∗ ∑ 𝑑2
𝑛 ∗ (𝑛2 − 1)
Para comprobar si existe algún tipo de asociación estadística entre la reducción de
los niveles de TPH en los lodos y la metabolización de Carbono por parte de los
consorcios, y así con todas las variables hasta obtener los valores de 𝜌 para cada
pareja de variables posibles.
Al obtener del valor de la tabla un valor Rs de 0,829 y al comprobar que en ningún
caso 𝜌 es mayor a dicha cifra, podemos deducir que no existe asociación estadística
entre los datos.
Tabla 8. Correlación de spearman de propiedades fisicoquímicas
R=0,829 pH Humedad TPH ppm
pH 0,73 0,33 0,22
humedad 0,73 0,73 0,47
7
9
11
Ppm C
60
TPH 0,33 0,73 0,04
ppm 0,22 0,47 0,04
Fuente: Elaboración propia
La humedad obtuvo un 𝜌 de 0,73 al asociarla con los niveles de TPH y pH, sin
embargo, se requeriría de un mayor número de datos para poder realizar algún tipo
de relación.
4.2.3. T de student
Al iniciar este análisis realizamos la prueba F de cada hipótesis que plantearemos
𝐹𝑝𝑟𝑢𝑒𝑏𝑎 =𝑆𝑥
2
𝑆𝑤2
Para conocer si sus varianzas son o no iguales, si el valor de F es inferior a 0,05 se
considera que las varianzas son diferentes.
Tabla 9.Test T-STUDENT
Parámetros Grupos F ¿Varianzas iguales?
pH Antes-después 0.5384 Si
TPH Antes-Después
HUMEDAD Miraflores-Puente Zig Zag 0,4598 Si
PPM de C Miraflores-Puente Zig Zag 1 Si
Fuente: Elaboración propia
Iniciamos con las preguntas que deseamos responder a través del uso de los datos:
61
Pregunta A: ¿Existe diferencia estadísticamente representativa en los niveles
de pH antes y después del tratamiento?
Colocamos las hipótesis a comprobar:
Ho: No existe diferencia estadísticamente representativa en los niveles de pH antes
y después del tratamiento con un 95% de confianza; P>= 0,05
Hi: Existe diferencia estadísticamente representativa en los niveles de pH antes y
después del tratamiento 95% de confianza; P=< 0,05
Realizamos las respectivas pruebas t y obtenemos que el valor de p es 0,01 lo cual
es inferior a 0,05 y confirmaría la hipótesis Hi
Tabla 10. Prueba t para medias de dos muestras emparejadas de pH
Antes Después
Media 8,2733 7,265
Varianza 0,2687 0,48091
Observaciones 6,0000 6
Coeficiente de correlación de Pearson 0,9063
Diferencia hipotética de las medias 1,5000
Grados de libertad 5,0000
Estadístico t -3,8468
P(T<=t) una cola 0,0060
Valor crítico de t (una cola) 2,0150
P(T<=t) dos colas 0,0120
Valor crítico de t (dos colas) 2,5706
Fuente: Elaboración propia
Pregunta B: ¿Existe diferencia estadísticamente representativa en los
porcentajes de Humedad entre los dos Sectores de estudio?
Colocamos las hipótesis a comprobar:
62
Ho: No existe diferencia estadísticamente representativa en los porcentajes de
Humedad entre los dos Sectores de estudio con un 95% de confianza; P>= 0,05
Hi: Existe diferencia estadísticamente representativa en los porcentajes de
Humedad entre los dos Sectores de estudio 95% de confianza; P=< 0,05
Realizamos las respectivas pruebas t y obtenemos que el valor de p es 0,1253 lo
cual es superior a 0,05 y confirmaría la hipótesis Ho
Tabla 11. Prueba t para dos muestras suponiendo varianzas iguales de humedad
Variable 1
Variable 2
Media 18,3333 29
Varianza 70,3333 21
Observaciones 3 3
Varianza agrupada 45,6666
Diferencia hipotética de las medias
0
Grados de libertad 4
Estadístico t -1,9331
P(T<=t) una cola 0,0626
Valor crítico de t (una cola) 2,1318
P(T<=t) dos colas 0,1253
Valor crítico de t (dos colas) 2,7764
Fuente: Elaboración propia
Pregunta C: ¿Existe diferencia estadísticamente representativa en las ppm de
Carbono producido por las bacterias entre los dos sectores de estudio?
63
Colocamos las hipótesis a comprobar:
Ho: No existe diferencia estadísticamente representativa en la ppm de Carbono
producido por las bacterias entre los dos sectores de estudio con un 95% de
confianza; P>= 0,05
Hi: Existe diferencia estadísticamente representativa en las ppm de Carbono
producido por las bacterias entre los dos sectores de estudio 95% de confianza;
P=< 0,05
Realizamos las respectivas pruebas t y obtenemos que el valor de p es 0,3452 lo
cual es superior a 0,05 y confirmaría la hipótesis Ho
Tabla 12. Prueba t para dos muestras suponiendo varianzas iguales de carbono
Variable 1 Variable 2
Media 126,05042 146,218487
Varianza 533,860603 533,860603
Observaciones 3 3
Varianza agrupada 533,860603
Diferencia hipotética de las medias 0
Grados de libertad 4
Estadístico t -1,06904497
P(T<=t) una cola 0,17263575
Valor crítico de t (una cola) 2,13184679
P(T<=t) dos colas 0,3452715
Valor crítico de t (dos colas) 2,77644511
Fuente: Elaboración propia
4.2.4. ANOVA
Utilizando el modelo estadístico ANOVA de un factor comprobaremos las siguientes
afirmaciones:
64
Tabla 13. Factores fisicoquímicos de análisis
Variable Pregunta
pH ¿Existe diferencia estadísticamente representativa en el promedio de disminución de Ph entre el sector Miraflores y el Sector del Puente Zig Zag?
Humedad ¿Existe diferencia estadísticamente representativa en el promedio del porcentaje de humedad en él tratamiento?
Fuente: Elaboración propia
¿Existe diferencia estadísticamente representativa en el promedio de
disminución de pH entre el sector Miraflores y el Sector del Puente Zig Zag?
Ho: el promedio de disminución de pH en ambos grupos es igual con un 95%
de confianza; P>= 0,05
Hi: el promedio de disminución de pH en ambos grupos distinto con un 95%
de confianza; P=< 0,05
Se realizó el análisis de varianza para determinar si existe una diferencia
estadísticamente representativa en el promedio de disminución de PH entre ambos
sectores para rechazar o aceptar la hipótesis nula.
Los resultados de dicho análisis se observan en la Tabla 14, en la cual
podemos
Apreciar que el valor p alcanza los 0,3717, lo que estaría muy por encima del
0,05, lo cual indicaría que la Ho es correcta
65
Tabla 14. Análisis de Varianza de pH
Fuente: Elaboración propia
¿Existe diferencia estadísticamente representativa en el promedio del
porcentaje de humedad en él tratamiento?
Ho: el promedio del porcentaje de humedad en él tratamiento en ambos
grupos es igual con un 95% de confianza; P>= 0,05
Hi: el promedio del porcentaje de humedad en él tratamiento en ambos
grupos es distinto con un 95% de confianza; P=< 0,05
Se realizó el análisis de varianza para determinar si existe una diferencia
estadísticamente representativa en el promedio de disminución de Ph entre ambos
sectores para rechazar o aceptar la hipótesis nula.
Los resultados de dicho análisis se observan en la Tabla 15, en la cual
podemos
Apreciar que el valor p alcanza los 0,0015, lo que estaría muy por debajo del
0,05, lo cual indicaría que la Hi es correcta
Tabla 15. Análisis de Varianza de humedad
Origen de las variaciones
Suma de cuadrados
Grados de libertad
Promedio de los cuadrados
F Probabilidad
Valor crítico para F
Entre grupos 0,0988 1 0,0988 1,0102
0,3717 7,7086
Dentro de los grupos
0,3912 4 0,0978
Total 0,4900 5
66
Origen de las variaciones
Suma de cuadrados
Grados de libertad
Promedio de los cuadrados
F Probabilidad
Valor crítico para F
Entre grupos 2455,7870 1 2455,7870 18,4890206
0,0015 4,964
Dentro de los grupos
1328,2407 10 132,8240
Total 3784,0277 11
Fuente: Elaboración propia
4.3. Discusión
4.3.1. Eficiencia de las Bacterias
La eficiencia de las bacterias para la bioremediación se puede demostrar en
base a la reducción de los niveles de TPH, los cuales fueron significativos en 4 de
los 6 tratamientos, con un promedio de 00,00±0,00 ppm.
A pesar de que se haya reducido los niveles de TPH hay que comprobar que
esto se debe a las bacterias y no a algún otro factor. Para demostrar lo anterior se
midió las cantidades de CO2 en 15 días y se obtuvo que las bacterias metabolizaron
9,08±1,64 ppm de carbono por día.
Al aplicar la siguiente formula obtenemos el % de C que los diferentes
microorganismos metabolizaron a partir de los TPH
%𝑇𝑃𝐻 =𝑇𝑃𝐻(𝑚𝑔/𝐾𝑔) ∗ 0,84 𝐶/𝑇𝑃𝐻
𝐶(𝑚𝑔/𝐾𝑔)/𝑑𝑖𝑎 ∗ 90𝑑𝑖𝑎𝑠∗ 100
%𝑇𝑃𝐻 =578,33𝑚𝑔/𝐾𝑔 ∗ 0,84 𝐶/𝑇𝑃𝐻
9,07𝑚𝑔/𝐾𝑔𝑑𝑖𝑎 ∗ 90𝑑𝑖𝑎𝑠∗ 100
67
%𝑇𝑃𝐻 = 59,5%
Obteniendo que alrededor del 60% del C metabolizado se obtuvo de esta fuente.
4.3.2. Hipótesis
Luego de las demostraciones estadísticas realizadas las respuestas a nuestras
interrogantes fueron recolectadas en la Tabla 16 a continuación:
Tabla 16. Hipótesis estadísticas
PREGUNTA RESPUESTA
¿Existe diferencia estadísticamente representativa en los niveles de Ph antes y después del tratamiento?
SI
¿Existe diferencia estadísticamente representativa en los porcentajes de Humedad entre los dos Sectores de estudio?
NO
¿Existe diferencia estadísticamente representativa en las ppm de Carbono producido por las bacterias entre los dos sectores de estudio?
NO
¿Existe diferencia estadísticamente representativa en la concentración de TPH antes y después del tratamiento?
SI
¿Existe diferencia estadísticamente representativa en el promedio de disminución de Ph entre el sector Miraflores y el Sector del Puente Zig Zag?
NO
¿Existe diferencia estadísticamente representativa en el promedio del porcentaje de humedad en él tratamiento?
SI
Fuente: Elaboración propia
Conclusiones
Los lodos sometidos al tratamiento redujeron sus niveles de pH entre 1 y 2
puntos desde ligeramente alcalino hasta ligeramente ácido y neutro sin
excepción alguna
68
La disminución en los niveles de pH en ambos Sectores es prácticamente el
mismo y poseen una Humedad similar, por lo que se podría concluir que las
características fisicoquímicas medidas en ambos tipos de suelos son
idénticos.
Los lodos sometidos al tratamiento redujeron su humedad en diferentes
proporciones sin excepción alguna, pero la eficiencia varia
significativamente, por lo cual podríamos concluir que las condiciones entre
fueron diferentes entre los diferentes métodos
En las pruebas de CO2 se logró corroborar que la metabolización de Carbono
es similar en todos los casos con un promedio de 9±0,63ppm/día.
Los Consorcios bacterianos metabolizaron el carbono de los Hidrocarburos
presentes en la muestra, reduciendo los niveles de concentración de TPH y
generando CO2 como desecho
La reducción en las concentraciones de TPH nos permite concluir que ocurre
una degradación de los hidrocarburos alifáticos
La producción de CO2 en las trampas de respirometria permite concluir que
las bacterias metabolizan el carbono que obtienen de las fuentes del suelo,
entre estas fuentes el TPH que se degrado.
69
Recomendaciones
El porcentaje de humedad de la muestra parece estar relacionado con la
concentración de TPH y el pH, se recomienda utilizar un número más amplio
de datos para poder comprobarlo estadísticamente
Lograr medir más parámetros fisicoquímicos, para de esta manera tener una
idea más profunda de las diferencias y similitudes entre los sectores del
Estuario.
Agregar a ciertos tratamientos mejoras en la calidad de las condiciones,
nutriendo el suelo, o agregando bajas dosis de agua para incentivar la
actividad microbiana
Tener un mayor control de las condiciones de laboratorio para poder obtener
resultados con reducciones similares en la concentración de hidrocarburos
Tener en cuenta las mareas y las características del sector antes de aplicar
el muestreo
70
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75
APÉNDICES
ANEXO1 Almacenamiento de las muestras
ANEXO 2 Muestras para analisis de tph
76
ANEXO 3 Respirometria
77
ANEXO 4 % de humedad
78
ANEXO 5 pH
ANEXO 6 TITULACION
