Evaluación del efecto de la bioestimulación y bioaumentación durante el tratamiento de lodos aceitosos pesados
Los lodos aceitosos son un residuo proveniente de la industria petrolera compuesto por una mezcla de arena, agua, metales y un alto contenido de hidrocarburos (HCs). Los lodos aceitosos utilizados en este estudio se originaron a partir de petróleo crudo pesado de la cuenca de los Llanos Orientales,...
- Autores:
- Tipo de recurso:
- masterThesis
- Fecha de publicación:
- 2021
- Institución:
- Pontificia Universidad Javeriana
- Repositorio:
- Repositorio Universidad Javeriana
- Idioma:
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- OAI Identifier:
- oai:repository.javeriana.edu.co:10554/56773
- Palabra clave:
- Lodos aceitosos pesados
Biodegradación
Microcosmos
Bioestimulación
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Heavy oily sludge
Biodegradation
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Maestría en ciencias biológicas - Tesis y disertaciones académicas
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Evaluación del efecto de la bioestimulación y bioaumentación durante el tratamiento de lodos aceitosos pesados Rondón Afanador, Cinthya Mayerly Lodos aceitosos pesados Biodegradación Microcosmos Bioestimulación Bioaumentación Heavy oily sludge Biodegradation Microcosms Biostimulation Bioaugmentation Maestría en ciencias biológicas - Tesis y disertaciones académicas Biodegradación Industria del petróleo Aceites y grasas Lodos de perforación |
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Los lodos aceitosos son un residuo proveniente de la industria petrolera compuesto por una mezcla de arena, agua, metales y un alto contenido de hidrocarburos (HCs). Los lodos aceitosos utilizados en este estudio se originaron a partir de petróleo crudo pesado de la cuenca de los Llanos Orientales, el cual se caracteriza por su alta viscosidad y baja gravedad API. Estos lodos fueron sometidos a un proceso de centrifugación a altas temperaturas (100 – 110°C) para recuperar aceite de interés comercial, dando como resultado una fracción sólida la cual fue denominada como “lodos aceitosos pesados”. La biodegradación de los hidrocarburos totales del petróleo (TPH, por sus siglas en inglés) se evaluó en microcosmos (n=3) utilizando estrategias de biorremediación, que incluyeron: bioestimulación con diferentes materiales de aporte (p.e., suelo, aserrín, cascarilla de arroz, césped, raquis, biosólidos), nutrientes, adición de un surfactante (Tween 80) y bioaumentación con diferentes consorcios microbianos. Las bacterias y hongos utilizados en los ensayos de bioaumentación fueron aislados y seleccionados en trabajos previos realizados en la Unidad de Saneamiento y Biotecnología Ambiental (USBA). Durante los ensayos, se evaluaron altas concentraciones (30,000 – 100,000 mg kg-1ps) de TPH mezclando primero los lodos aceitosos pesados con agua (1:1) para facilitar su homogenización con las mezclas de materiales de aporte. La degradación de los lodos aceitosos pesados se evaluó durante un tiempo ≤ 240 d y en cada muestreo se determinó la concentración de TPH por gravimetría (método EPA 9071B) o por cromatografía de gases (MADEP). Se observó una baja degradación (2 – 58%) de los lodos aceitosos pesados en los experimentos de bioestimulación. Es importante mencionar que no se presentaron diferencias significativas en la degradación de los TPH entre las diferentes mezclas de materiales de aporte evaluadas en los experimentos. Además, la adición del surfactante Tween 80 no mejoró la biodegradación (0 – 35%) de los lodos aceitosos pesados a los 240 d del ensayo. Teniendo en cuenta que las aproximaciones utilizadas en los ensayos de bioestimulación no aceleraron la degradación de los TPH, se decidió evaluar la bioaumentación utilizando consorcios microbianos y el producto comercial BiotigerTM. En estos ensayos, se evidenció una degradación entre el 13 – 58% a los 60 d. Sin embargo, no se observó que la adición de los diferentes consorcios microbianos, favoreciera la degradación de TPH con respecto a la bioestimulación. Los resultados sugieren que los lodos aceitosos pesados son de difícil degradación mediante las estrategias de biorremediación utilizadas, posiblemente por la presencia de fracciones pesadas (resinas y asfaltenos), las altas concentraciones de TPH o el corto periodo de tiempo evaluado. |
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Evaluación del efecto de la bioestimulación y bioaumentación durante el tratamiento de lodos aceitosos pesadosEvaluation of the effect of biostimulation and bioaugmentation during the treatment of heavy oily sludgeRondón Afanador, Cinthya MayerlyLodos aceitosos pesadosBiodegradaciónMicrocosmosBioestimulaciónBioaumentaciónHeavy oily sludgeBiodegradationMicrocosmsBiostimulationBioaugmentationMaestría en ciencias biológicas - Tesis y disertaciones académicasBiodegradaciónIndustria del petróleoAceites y grasasLodos de perforaciónLos lodos aceitosos son un residuo proveniente de la industria petrolera compuesto por una mezcla de arena, agua, metales y un alto contenido de hidrocarburos (HCs). Los lodos aceitosos utilizados en este estudio se originaron a partir de petróleo crudo pesado de la cuenca de los Llanos Orientales, el cual se caracteriza por su alta viscosidad y baja gravedad API. Estos lodos fueron sometidos a un proceso de centrifugación a altas temperaturas (100 – 110°C) para recuperar aceite de interés comercial, dando como resultado una fracción sólida la cual fue denominada como “lodos aceitosos pesados”. La biodegradación de los hidrocarburos totales del petróleo (TPH, por sus siglas en inglés) se evaluó en microcosmos (n=3) utilizando estrategias de biorremediación, que incluyeron: bioestimulación con diferentes materiales de aporte (p.e., suelo, aserrín, cascarilla de arroz, césped, raquis, biosólidos), nutrientes, adición de un surfactante (Tween 80) y bioaumentación con diferentes consorcios microbianos. Las bacterias y hongos utilizados en los ensayos de bioaumentación fueron aislados y seleccionados en trabajos previos realizados en la Unidad de Saneamiento y Biotecnología Ambiental (USBA). Durante los ensayos, se evaluaron altas concentraciones (30,000 – 100,000 mg kg-1ps) de TPH mezclando primero los lodos aceitosos pesados con agua (1:1) para facilitar su homogenización con las mezclas de materiales de aporte. La degradación de los lodos aceitosos pesados se evaluó durante un tiempo ≤ 240 d y en cada muestreo se determinó la concentración de TPH por gravimetría (método EPA 9071B) o por cromatografía de gases (MADEP). Se observó una baja degradación (2 – 58%) de los lodos aceitosos pesados en los experimentos de bioestimulación. Es importante mencionar que no se presentaron diferencias significativas en la degradación de los TPH entre las diferentes mezclas de materiales de aporte evaluadas en los experimentos. Además, la adición del surfactante Tween 80 no mejoró la biodegradación (0 – 35%) de los lodos aceitosos pesados a los 240 d del ensayo. Teniendo en cuenta que las aproximaciones utilizadas en los ensayos de bioestimulación no aceleraron la degradación de los TPH, se decidió evaluar la bioaumentación utilizando consorcios microbianos y el producto comercial BiotigerTM. En estos ensayos, se evidenció una degradación entre el 13 – 58% a los 60 d. Sin embargo, no se observó que la adición de los diferentes consorcios microbianos, favoreciera la degradación de TPH con respecto a la bioestimulación. Los resultados sugieren que los lodos aceitosos pesados son de difícil degradación mediante las estrategias de biorremediación utilizadas, posiblemente por la presencia de fracciones pesadas (resinas y asfaltenos), las altas concentraciones de TPH o el corto periodo de tiempo evaluado.Oily sludge is a residue from the oil industry composed of a mixture of sand, water, metals, and a high content of hydrocarbons (HCs) with environmental interest. The oily sludge used in this study comes from the heavy oily sludge extracted at the Llanos Orientales basin, which is characterized by its high viscosity and low API gravity. These sludges were subjected to a centrifugation process at high temperatures (100 - 110 °C) to recover any commercially available oil, resulting in a highly viscous solid fraction (called heavy oily sludge). Biodegradation of total petroleum hydrocarbons (TPH) was evaluated in microcosm (n=3) using bioremediation strategies, which included: biostimulation with different bulking agents (i.e., soil, sawdust, rice husk, grass, raquis, biosolids), nutrients, addition of a surfactant (Tween 80) and bioaugmentation with different microbial consortia. The bacteria and fungi used in the bioaugmentation tests were isolated and selected in previous works carried out at the Environmental Biotechnology and Sanitation Unit (USBA). During the tests, high concentrations (30,000 – 100,000 mg kg-1ps) of TPH were evaluated by first mixing the heavy oily sludge with water (1:1) to improve homogenization with the bulking agents. The degradation of heavy oily sludge was evaluated for a time ≤ 240 d and on each sampling event, the TPH concentration was determined using gravimetry (EPA 9071B) or by gas chromatography (MADEP EPH). Low degradation (2 – 58%) of heavy oily sludge was observed in the biostimulation experiments. It is important to mention that there were no significant differences between the different mixtures of bulking agents evaluated in the experiments. Furthermore, the addition of the surfactant Tween 80 did not improve the biodegradation (0 – 35%) of heavy oil sludge at 240 d of the test. Given that the approach used in the biostimulation assays did not improve the degradation of TPH, it was decided to evaluate bioaugmentation using a microbial consortia and BiotigerTM, a commercial bioaugmentation product. In these tests, degradation between 13 – 58% was evidenced at 60 d. However, degradation obtained was not higher than of biostimulation. The results suggest that heavy oily sludge is difficult to break down through the bioremediation strategies tested, possibly due to the presence of heavy fractions (resins and asphalt), the high concentrations of TPH or the short period of time evaluated.Magíster en Ciencias BiológicasMaestríahttps://orcid.org/0000-0003-4428-7966Pontificia Universidad JaverianaMaestría en Ciencias BiológicasFacultad de CienciasRoldan Garcia, Fabio Augusto2021-08-31T12:04:52Z2021-08-31T12:04:52Z2021-07-19http://purl.org/coar/version/c_ab4af688f83e57aaTesis/Trabajo de grado - Monografía - Maestríahttp://purl.org/coar/resource_type/c_bdccinfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionPDFapplication/pdfapplication/pdfapplication/pdfapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10554/56773https://doi.org/10.11144/Javeriana.10554.56773instname:Pontificia Universidad Javerianareponame:Repositorio Institucional - Pontificia Universidad Javerianarepourl:https://repository.javeriana.edu.cospaAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacionalhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessDe acuerdo con la naturaleza del uso concedido, la presente licencia parcial se otorga a título gratuito por el máximo tiempo legal colombiano, con el propósito de que en dicho lapso mi (nuestra) obra sea explotada en las condiciones aquí estipuladas y para los fines indicados, respetando siempre la titularidad de los derechos patrimoniales y morales correspondientes, de acuerdo con los usos honrados, de manera proporcional y justificada a la finalidad perseguida, sin ánimo de lucro ni de comercialización. De manera complementaria, garantizo (garantizamos) en mi (nuestra) calidad de estudiante (s) y por ende autor (es) exclusivo (s), que la Tesis o Trabajo de Grado en cuestión, es producto de mi (nuestra) plena autoría, de mi (nuestro) esfuerzo personal intelectual, como consecuencia de mi (nuestra) creación original particular y, por tanto, soy (somos) el (los) único (s) titular (es) de la misma. Además, aseguro (aseguramos) que no contiene citas, ni transcripciones de otras obras protegidas, por fuera de los límites autorizados por la ley, según los usos honrados, y en proporción a los fines previstos; ni tampoco contempla declaraciones difamatorias contra terceros; respetando el derecho a la imagen, intimidad, buen nombre y demás derechos constitucionales. Adicionalmente, manifiesto (manifestamos) que no se incluyeron expresiones contrarias al orden público ni a las buenas costumbres. En consecuencia, la responsabilidad directa en la elaboración, presentación, investigación y, en general, contenidos de la Tesis o Trabajo de Grado es de mí (nuestro) competencia exclusiva, eximiendo de toda responsabilidad a la Pontifica Universidad Javeriana por tales aspectos. Sin perjuicio de los usos y atribuciones otorgadas en virtud de este documento, continuaré (continuaremos) conservando los correspondientes derechos patrimoniales sin modificación o restricción alguna, puesto que, de acuerdo con la legislación colombiana aplicable, el presente es un acuerdo jurídico que en ningún caso conlleva la enajenación de los derechos patrimoniales derivados del régimen del Derecho de Autor. De conformidad con lo establecido en el artículo 30 de la Ley 23 de 1982 y el artículo 11 de la Decisión Andina 351 de 1993, "Los derechos morales sobre el trabajo son propiedad de los autores", los cuales son irrenunciables, imprescriptibles, inembargables e inalienables. En consecuencia, la Pontificia Universidad Javeriana está en la obligación de RESPETARLOS Y HACERLOS RESPETAR, para lo cual tomará las medidas correspondientes para garantizar su observancia.http://purl.org/coar/access_right/c_abf2reponame:Repositorio Universidad Javerianainstname:Pontificia Universidad Javerianainstacron:Pontificia Universidad Javeriana2022-07-14T08:04:46Z |