Biorremediación de Lodos Contaminados Con Aceites Lubricantes Usados
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Revista Colombiana de Biotecnologiacutea
ISSN 0123-3475
revcbib_bogunaleduco
Universidad Nacional de Colombia
Colombia
Vaacutesquez Mariacutea Cristina Guerrero Figueroa Jennifer Thibisay Quintero Andrea del Pilar
Biorremediacioacuten de lodos contaminados con aceites lubricantes usados
Revista Colombiana de Biotecnologiacutea vol XII nuacutem 1 julio 2010 pp 141-157
Universidad Nacional de Colombia
Bogotaacute Colombia
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ARTIacuteCULO CORTO
Biorremediacioacuten de lodos contaminados con aceites
lubricantes usados
Bioremediation of sludge contaminated with used lubricants
Mariacutea Cristina Vaacutesquez1 Jennifer Thibisay Guerrero Figueroa2
Andrea del Pilar Quintero
3
Resumen
Los lodos contaminados con residuos de aceites lubricantes usados generan gran impacto ambientalnegativo al no ser manejados adecuadamente Se propuso la biorremediacioacuten para disminuir la con-centracioacuten de dichos contaminantes Los ensayos fueron realizados en las instalaciones de la planta detratamiento de aguas residuales ( PTAR ) de Riacuteo Friacuteo (Giroacuten Santander Colombia) donde se evaluaronconsorcios microbianos nativos que posteriormente se adicionaron a las biopilas conformadas por lo-dos deshidratados provenientes del tratamiento primario de aguas residuales domeacutesticas (usados como
fuente de materia orgaacutenica) lodos provenientes de lavaderos de carros y lodos de alcantarillado de lazona industrial de la ciudad de Bucaramanga (Colombia) Se aislaron identicaron y conservaron cepasmicrobianas con capacidad degradadora de hidrocarburos totales de petroacuteleo ( TPH ) como Pseudomonas
spp Acinetobacter spp Enterobacter cloacae Citrobacter spp Bacillus brevis Micrococcus spp y Nocardia spp Sehizo una serie de pruebas piloto donde se inoculoacute cada montaje con un consorcio bacteriano a una con-centracioacuten de 3x108 UFCml de bacterias y microorganismos fuacutengicos como Asper gillus spp Fusar ium
spp Trichoderma spp a una concentracioacuten de 1x106 esporasml se monitorearon paraacutemetros de tempera-tura pH humedad y oxigenacioacuten Se realizaron dos ensayos para vericar el comportamiento de dichostratamientos se analizoacute la variable continua TPH en ppm mediante el meacutetodo de modelos mixtos linea-res en bloques aleatorios completos que revelaron diferencias signicativas entre la biopila control y lasbiopilas bajo prueba se obtuvieron porcentajes de remocioacuten hasta de 94 de TPH en 120 diacuteas y 84en 40 diacuteas lo que reejoacute un efecto positivo en la utilizacioacuten de los consorcios de microorganismos bajoprueba en la descontaminacioacuten de lodos de alcantarillado industrial y lodos de lavaderos de carros
Palabras clave biorremediacioacuten biopilas aceites usados hidrocarburos totales del petroacuteleo microorganis-
mos nativos
1 Bacterioacuteloga y Laboratorista Cliacutenico Especialista en Quiacutemica Ambiental Universidad de Santander ndashUDES mariacrisv70
hotmailcom
2 Bacterioacuteloga y Laboratorista Cliacutenico Cll12 28-20 Las margaritas Cuacutecuta thibisay8hotmailcom
3 Andrea del Pilar Quintero Bacterioacuteloga y Laboratorista Cliacutenico Universidad de Santander Meacutexico neg1883hotmailcom
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Introduccioacuten
La inadecuada disposicioacuten nal de lodoscontaminados con residuos de aceites lubrican-tes usados ndashcompuestos por hidrocarburos to-tales de petroacuteleo ( TPH ) bifenilos policlorados( PCB ) aromaacuteticos policiacuteclicos ( HAP ) metalesy otros compuestos contaminantesndash ocasionanun deterioro en el medioambiente y la saludhumana por sus efectos canceriacutegenos toacutexicosy venenosos se consideran sustancias de difiacutecilbiodegradacioacuten y se clasican como residuospeligrosos por la reglamentacioacuten establecida en
el Convenio de Basilea (Arroyo et al 2008)
Hoy en diacutea a nivel mundial se cuenta condiversas teacutecnicas bioloacutegicas con el n de pro-porcionar alternativas de descontaminacioacutende zonas impactadas en suelo aire y agua Labiorremediacioacuten es un proceso de desconta-minacioacuten que emplea una serie de reaccionesbioquiacutemicas por una poblacioacuten o consorcios demicroorganismos inoculados en la zona con-
taminada para convertir la estructura de los
hidrocarburos en componentes menos toacutexicos
(Benavides et al 2006)
Este estudio se desarrolloacute a partir del
macroproyecto de ldquoBiorremediacioacuten de lodos
contaminados con aceites usadosrdquo realizado
por estudiantes de Bacteriologiacutea y Laboratorio
Cliacutenico de la Universidad de Santander ( UDES )
Bucaramanga A partir de muestras de lodos
contaminados con residuos de aceites usados
se realizoacute el aislamiento la identicacioacuten y el
mantenimiento de cepas nativas de bacterias y
hongos con capacidad degradadora de residuosde hidrocarburos ( TPH ) para llevar a cabo la
descontaminacioacuten de dichos residuos se reali-
zaron dos ensayos inoculando las biopilas con-
formadas por lodos provenientes de lavaderos
de carros y lodos de alcantarillado de una zona
industrial mezclados con lodos deshidratados
obtenidos a partir del tratamiento primario de
aguas residuales domeacutesticas
Abstract
Sludge contaminated with used lubricating oil waste produces a large negative environmental impact by not
being handled properly Bioremediation was thus suggested for reducing the concentration of such pollu-tants The trials were conducted at the Riacuteo Friacuteo waste water treatment plant ( WWTP ) in Giroacuten SantanderColombia Native microbial associations were evaluated and subsequently added to biopiles made up of driedsludge from waste water treatment (organic matter source) sludge from washing cars and sewage sludge fromthe industrial area of Bucaramanga in Colombia Several pilot tests were completed and several microbialstrains such as Pseudomonas spp Escherichia coli Citrobacter spp Bacillus brevis Micrococcus spp were identied andisolated as they retained their ability to degrade total petroleum hydrocarbons ( TPH ) Each pilot assembly
was inoculated with a 3x108 UFCml bacterial concentration and fungal microorganisms such as Aspergillus
spp Fusarium spp and Trichoderma spp at 1x106 sporeml concentration Parameters such as temperature pHhumidity and oxygenation were monitored frequently Two trials were completed to verify treatment patternsand results TPH concentration was analysed continuously using a linear mixed model approach in randomi-sed complete blocks This revealed signicant differences between control biopile (without microorganismconsortia) and the biopiles being tested here 94 TPH removal being obtained in 120 days and 84 TPH
in 40 days This reected the positive effect of using a consortium of microorganisms when testing the de-contamination of domestic sewage sludge industrial sludge and car wash sludge
Key words Bioremediation biopile used lubricating oil total petroleum hydrocarbons native microorga-nism
Recibido diciembre 19 de 2008 Aprobado junio 18 de 2010
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Dentro de las teacutecnicas utilizadas en elproceso de biorremediacioacuten se emplean la bio-aumentacioacuten y bioestimulacioacuten En este caso se
realizoacute la bioaumentacioacuten con la adicioacuten de so-luciones acuosas en concentraciones de 3x108
UFCml de los microorganismos nativos se-leccionados y bioestimulacioacuten con la adicioacuten
de Nitroacutegeno Foacutesforo y Potasio (presentacioacutencomercial NPK 15-15-15) ademaacutes se realizoacuteel monitoreo de los paraacutemetros abioacuteticos como
temperatura pH humedad oxigenacioacuten (vol-teo)
Materiales y meacutetodo
Aislamiento identificacioacuten ymantenimientode los microorganismos
Las muestras fueron recolectadas de dife-rentes puntos al azar tomando 500 g a una pro-fundidad no mayor de 15 cm de lodos aceitosos
provenientes de lavaderos de carros lodos desistemas de alcantarillado de zonas industria-
les de la ciudad de Bucaramanga y lodos es-tabilizados del tratamiento de aguas residuales
domeacutesticas los cuales se depositaron en bolsasplaacutesticas selladas conservadas en refrigeracioacuten
hasta su procesamiento y transportadas a loslaboratorios de la Planta de tratamiento deaguas residuales (PTAR) Riacuteo Friacuteo (Giroacuten)
Para el aislamiento se someten las mues-tras a un pre-enriquecimiento adicionando 100g de cada una de estas en 250 ml del medio
caldo baacutesico de sales (CBS) modicado ndashNaCl015 g (NH4)2SO4 03 g KH2PO4 037 g KH2-
PO4 0125 g 0125 g MgSO47H2O 0075 g
KNO3 03 g) (Narvaacuteez et al 2008) a tempe-ratura ambiente en agitacioacuten constante a una
velocidad de 140 rpm durante un periodo dedoce diacuteas
A partir del sexto diacutea hasta el diacutea doce
se tomoacute un inoacuteculo y sembroacute por agotamientoen placas de Agar MacConkey (AMck) Agar
Nutritivo (AN) Agar Cetrimide Agar Sangre(AS) y Agar Infusioacuten de Suelo 25 (se obtuvo
a partir de 500 g de lodo contaminado en 100ml de agua destilada se agitoacute y dejoacute en repo-so 24 horas posteriormente se ltroacute y con el
ltrado se trabajoacute al 25 y se adicionoacute agar-agar csp) despueacutes se incuboacute a 32 ordmC por 24-48horas en Agar Sangre ( AS ) a 32 ordmC por 24-48horas en atmoacutesfera de 3-6 de CO2 y en Agar
Saboraud a temperatura ambiente durante 5diacuteas para aislamiento de hongos
La identicacioacuten de los hongos aisladosse realizoacute basaacutendose en las caracteriacutesticas mor-
foloacutegicas de las colonias (color aspecto con-sistencia observacioacuten del anverso y reverso dela colonia y presencia o ausencia de pigmen-
tos y exudados) y la observacioacuten microscoacutepi-ca de estructuras caracteriacutesticas de los geacutenerosempleados en este estudio (presencia o no deseptos pigmentacioacuten o no las hifas y observa-cioacuten de estructuras de reproduccioacuten asexual)
La identicacioacuten de bacterias se realizoacute a par-tir de la serie bioquiacutemica (triple azuacutecar hierroagar citrato SIM uacuterea malonato motilidad
fenilalanina rojo de metilo Voges Proskauerlisina hierro agar) y sistema semiautomatizado( BBL CRYSTAL-NF y gram positivos seguacuten el
caso) y pruebas adicionales (citocromooxidasa
catalasa Indol de oxidacioacuten-fermentacioacuten OFglucosa sacarosa lactosa manitol maltosa)
Posterior a la identicacioacuten se realizaron re-piques en medio modicado (con aceite lubri-cante usado al 10) y se sembraron en mediosimple con glicerol para su conservacioacuten (refri-
geracioacuten 4 degC y congelacioacuten -20 ordmC)
Preparacioacuten del inoacuteculo
Posterior a la identicacioacuten de los micro-organismos se realizaron pruebas de degra-
dabilidad y compatibilidad Para la prueba dedegradabilidad (cualitativa) se empleoacute un mediode cultivo liacutequido modicado a diferentes con-centraciones de aceites quemados (10 15 25 y
50) para vericar la remocioacuten de hidrocarbu-ros controlando visualmente cada cuatro horasla presencia o disminucioacuten de la capa de aceite
en la supercie del medio debida al consumode las grasas por parte de los microorganismos
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con la formacioacuten de micelas (comunicacioacutenpersonal Nieto L ICP 2005)
Las pruebas de competitividad o com-patibilidad se realizaron en agar modicadoconfrontando todos los microorganismos ensiembra masiva hasta la mitad de la caja conuna cepa A e incubada a 37 ordmC por 24 horasposterior a este tiempo en la mitad no sem-brada se realizoacute la siembra mediante una estriacuteaperpendicular con otra cepa B que fue incu-bada nuevamente durante 24 horas a 37 ordmC deacuerdo con estos resultados se determinaronlos microorganismos compatibles (Garzoacuten et
al 2001)
El medio utilizado para la aplicacioacuten del pool bacteriano a cada biopila se preparoacute a par-tir de 2 litros de agua melaza al 5 sales mi-nerales 01 extracto de levadura 05 conuna concentracioacuten bacteriana de 3x108 ufcmlcomparada con la escala de MacFarland con-rmada por la teacutecnica de recuento por vertidoen placa tomando un volumen de 1 ml de unadilucioacuten (de 101 hasta 108 ) en una caja de Petriesteacuteril a la cual se le adicionoacute medio de cultivofundido (Plate Count) previamente enfriadoa una temperatura de 40 ordmC mezclado e incu-bado de 35-37 ordmC por 24 horas la inoculacioacuten
de los hongos ( Aspergillus spp Trichoderma spp Fusarium spp ) se realizoacute los diacuteas 15-45-60-75 laconcentracioacuten oacuteptima fue de 1x 106 esporasml el cual se obtuvo al inocular los microor-ganismos fuacutengicos en medio liacutequido (CaldoMalta) incubados a temperatura ambiente porcinco diacuteas
Construccioacuten de biopilas
En el primer ensayo se trabajoacute con cincobiopilas para las pruebas de campo gura 1 Enel segundo ensayo se trabajaron ocho biopilasen la gura 2 se observa cada biopila construidacon una inclinacioacuten de 15deg un aacuterea de 1 m2 conun peso de 50 kg y polisombra para la protec-cioacuten contra los rayos solares adicionalmente sedispuso un tubo en el centro con agujeros parafacilitar la recoleccioacuten de lixiviados La tabla 1muestra el primer grupo conformado por cin-co biopilas el tratamiento de eacutestas se planteoacutepara 40 diacuteas cada una de ellas conformada poruna mezcla de lodo deshidratado provenientede tratamiento de aguas residuales domeacutesticasy lodo proveniente de lavaderos de carros Lasinoculaciones de los pool bacterianos se reali-zaron los diacuteas 1-10-20 y 30 con los siguientes
microorganismos
Figura 1 Montaje de las pruebas de campo del ensayo con cinco biopilas lodo lavaderode carros y lodo deshidratado Fuente las autoras
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Tabla 1 Conformacioacuten de cada biopila del tratamiento 1 Proporcioacuten de 41 de lodo contaminado
lodo deshidratado Concentracioacuten inicial en cada biopila 212745 ppm de TPH
Biopila Microorganismos
No 1 Testigo
No 2
Acinetobacter spp (I )
Bacillus spp ( A)
Micrococcus spp (M)
Aspergillus niacuteger ( G )
No 3
Citrobacter spp ( E)
Acinetobacter spp ( I )
Nocardia spp ( CK)
Trichoderma spp (H))
No 4 Acinetobacter spp ( I )Pseudomonas aureuginosa (S1 Pseudomonas spp (S2)
Trichoderma spp (H)
No 5
Pseudomonas aureuginosa (S1) Pseudomonas spp (S2)
Citrobacter spp ( E)
Trichoderma spp ( H)
Fuente las autoras
El segundo grupo estuvo conformadopor 8 biopilas constituidas por lodo deshi-
dratado (proveniente de tratamiento primariode aguas residuales domeacutesticas) usadas como
aporte de materia orgaacutenica y lodo contamina-do con aceites lubricantes usados provenien-
tes del sistema de alcantarillado de la zonaindustrial
Figura 2 Disposicioacuten de las 8 biopilas para el trabajo de campo
Fuente las autoras
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Tabla 2 Grupo de 8 biopilas se aplicoacute bioaumentacioacuten los diacuteas 1-30-60-90 Tiempo total 120 diacuteas
Biopila Microorganismo - coacutedigo Relacioacuten lodos TPH ppm
No 1
Acinetobacter spp (I)
Micrococcus spp ( M )
E coli ( C)
Bacillus spp (CU)
Rhizopus spp ( D)
14 una parte lodo alcantarillado zona
industrial-4 partes lodo deshidratado PTAR20600
No 2
Acinetobacter spp (I)
Citrobacter spp (CT)
Nocardia spp (CK)
Rhizopus spp ( D)
14 una parte lodo alcantarillado
industrial-4 partes lodo deshidratado PTAR20600
No 3
Pseudomona aureuginosa (S1)Pseudomonas putida (S2)
Aspergillus spp (F)
Trichoderma spp (H) )
14 una parte lodo alcantarillado zona
industrial-4 partes lodo deshidratado PTAR20600
No 4
Acinetobacter spp ( I)
Bacillus spp ( CU)
Micrococcus spp (M)
Pseudomonas putida (S2)
Trichoderma spp ( H)
14 una parte lodo alcantarillado zona
industrial-4 partes lodo deshidratado PTAR20600
No 5
Pseudomonas aureuginosa (S1)
E coli ( C)
Nocardia spp (CK)
Trichoderma spp) (H)
11 partes de lodo alcantarillado zona
industrial y lodo deshidratado de la PTAR 30150
No 6
Pseudomonas putida (S2)
Acinetobacter spp ( I )
Micrococcus spp ( M )
Trichoderma spp ( H)
11 partes de lodo alcantarillado zona
industrial y lodo deshidratado de la PTAR30150
No 7
Pseudomonas aureuginosa ( S1)
Bacillus spp (CU)
Micrococcus spp (M )
Rhizopus spp) ( D)
41 partes de lodo de zona industrial y
una parte de lodo deshidratado PTAR39660
No 8 Acinetobacter spp ( I )
Pseudomonas putida ( S2)
Nocardia spp (CK)
Trichoderma spp (H)
41 partes de lodo de zona industrial y
una parte de lodo deshidratado PTAR
39660
Fuente las autoras
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A los dos grupos se les monitorearon pa-raacutemetros como temperatura y humedad diaria-mente por la prueba del puntildeo y en laboratorio
por teacutecnica gravimeacutetrica cada ocho diacuteas paramantener un nivel cercano entre 60-70 en
caso necesario se adicionoacute agua corriente pHcada 10 diacuteas con el uso del potencioacutemetro re-
cuento de microorganismos viables antes y 72horas posteriores a la adicioacuten de los inoacuteculos
bacterianos adicioacuten de nutrientes NPK (15-15-15 ) 100 g disueltos en agua en los diacuteas 8-16-24del montaje y aireacioacuten (por volteos manuales)
durante la aplicacioacuten de los microorganismos
Anaacutelisis fiacutesico-quiacutemico
Las determinaciones de TPH se realizaronpor extraccioacuten soxhlet por 72 horas concentra-
cioacuten y determinacioacuten por gravimetriacutea (5520 D)determinacioacuten de grasas y aceites por extraccioacuten
soxhlet ( ISOTR 11046) y plomo por absorcioacutenatoacutemica pre durante y postratamiento en los la-
boratorios certicados (Laboratorio de ConsultasIndustriales de la Universidad Industrial de San-tander Laboratorio de Quiacutemica de la Universidad
de Santander Laboratorio de Control de Calidad
del Acueducto Metropolitano de Bucaramanga yLaboratorio de la PTAR - Riacuteo Friacuteo)
Anaacutelisis estadiacutestico
En los dos ensayos se analizoacute la variable
continua TPH en ppm mediante el meacutetodo demodelos mixtos lineales en bloques aleatorios
completos (Littell et al 2006) donde el efecto
de bloque es dado por el tiempo y se considera
un efecto aleatorio y el factor experimental por
evaluar es el tipo de tratamiento y se considera
un efecto jo En el primer ensayo se realizaron
contrastes seleccionados entre la biopila 1 y las
biopilas 2 3 4 y 5 (Littell et al 2006)
Resultados
Se aislaron 22 microorganismos de im-
portancia en procesos de biorremediacioacuten
en la fase 1 del proyecto dentro de los que se
encuentran gram positivos gram negativos y
hongos (ver Anexo) los que posteriormente
se utilizaron para la conformacioacuten de consor-
cios y la aplicacioacuten en las diferentes biopilas
para llevar a cabo el proceso de descontami-
nacioacuten de los TPH presentes en los lodos con-
taminados
La variacioacuten del pH y la temperatura a tra- veacutes del proceso se observan en la tabla 3
Tabla 3 Lecturas promedio de pH y temperatura en cada una de las biopilas durante 30 diacuteas en el
primer ensayo con 5 biopilas
Fecha
Biopila 1 Biopila 2 Biopila 3 Biopila 4 Biopila 5
pHTempe-
ratura ordmCpH
Tempe-
ratura ordmCpH
Tempe-
ratura ordmCpH
Tempe-
ratura ordmCpH
Tempe-
ratura ordmC
Diciembre
26 0579 22 62 23 73 23 64 23 72 23
Enero 3
2006
80 24 69 23 73 23 65 23 73 23
Enero 10
200681 26 73 25 75 26 67 26 76 23
Enero 17
200682 26 71 25 73 26 67 26 75 24
Enero 262006
82 26 69 23 74 25 64 25 76 26
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En el primer ensayo se evaluoacute el efecto de5 diferentes tratamientos para la degradacioacutende residuos contaminantes en lodos provenien-tes de lavaderos de carros en la respuesta deter-minada por la concentracioacuten de TPH en ppm
en un periodo experimental de 40 diacuteas con ob-servaciones tomadas a los diacuteas 0 15 30 y 40En la tabla 4 se observan las concentracionesiniciales y nales de TPH y los porcentajes deremocioacuten de TPH en cada biopila
Tabla 4 Porcentaje de remocioacuten de TPH por el meacutetodo de extraccioacuten Soxhlet en 72 horas para
determinar efecto de los microorganismos inoculados en cada una de las biopilas
Nordm Biopila Inoacuteculos
Concentracioacuten
inicial TPH
(ppm)
Concentracioacuten
final TPH
(ppm))
Remocioacuten
Tiempo de
Remocioacuten
(diacuteas)
1 (control
negativo)Sin inoacuteculo 212745
197853
197838
197837
69
70
70
15
30
40
2
Bacterias
A I M
Hongo G
212745
1595588
1294804
1152301
249
391
458
15
30
40
3
Bacterias
E I CK
Hongo H
212745
1416862
11899015
972512
334
441
5428
15
30
40
4
Bacterias
S1 S2 I
Hongo H
212745
1219019
598939
274528
42
718
8709
15
30
40
5BacteriasS1 S2
Hongo H
21274514104977225
552311
337637
7403
1530
40
La concentracioacuten de plomo pretratamien-to en el lodo contaminado fue 90 mgl
Los resultados obtenidos de la determi-nacioacuten de Pb a los 40 diacuteas postratamiento porel meacutetodo de absorcioacuten atoacutemica se reportan enla tabla 5
Tabla 5 Resultados de plomo (Pb)Postratamiento Meacutetodo de absorcioacuten atoacutemica
BiopilaPb
mgl
1 70
2 90
3 80
5 60
En la graacuteca 1 se observa la variacioacuten delas concentraciones de TPH en ppm a traveacutesdel tiempo en las 5 biopilas Todas las biopilaspartieron de la misma concentracioacuten de TPH labiopila control presentoacute una disminucioacuten miacuteni-ma de TPH mientras que las biopilas 2 3 4 y5 presentaron una disminucioacuten aparentemente
signicativa en los 40 diacuteas del experimentoPara determinar la existencia de diferen-
cias estadiacutesticamente signicativas entre lostratamientos se ajustoacute un modelo lineal mixtoa los datos (tabla 6) La prueba de signican-cia del modelo presentada en la tabla 7 reveladiferencias signicativas entre los tratamientosEn la tabla 8 se observan los contrastes selec-cionados comparando la biopila control con las
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biopilas 2 3 4 y 5 Los contrastes muestranevidencias de diferencias signicativas al ni-
vel de signicancia 005 entre la biopila con-
trol y la biopila 2 y al nivel de signicancia001 entre la biopila control y las biopilas 34 y 5
Graacutefca 1 Variacioacuten de las concentraciones de TPH en cuarenta diacuteas
Tabla 6 Estimados y errores estaacutendar de los paraacutemetros del modelo lineal mixto utilizado para el
anaacutelisis de bloques aleatorios completos del ensayo en el cual se evaluoacute el efecto de 5 diferentes
tratamientos para la degradacioacuten de lodos provenientes de lavaderos de carros en la respuesta
determinada por la concentracioacuten de TPH en ppm en un periodo experimental de 40 diacuteas conobservaciones tomadas a los diacuteas 0 15 30 y 40
Efectos fijos
Paraacutemetro Estimado Error Standard p-valor
Intercepto 12156 283693 00234
Biopila 1 800057 20711 00023
Biopila 2 326911 20711 01404
Biopila 3 211056 20711 03283
Biopila 4 -160641 20711 0453
Efectos aleatorios
Tiempo 0 630534 266517
Tiempo 15 68051 266517
Tiempo 30 -264993 266517
Tiempo 40 -433593 266517
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Tabla 7 Significancia de los efectos fijos del tratamiento del modelo lineal mixto utilizado
para el anaacutelisis de bloques aleatorios completos del ensayo en el cual se evaluoacute el efecto
de 5 diferentes tratamientos para la degradacioacuten de lodos provenientes de lavaderos de carros
en la respuesta determinada por la concentracioacuten de TPH en ppm en un periodo experimental
de 40 diacuteas con observaciones tomadas a los diacuteas 0 15 30 y 40
Efecto GL num GL Den Valor F p-valor
Tratamiento 4 12 63 00057
Tabla 8 Contrastes entre la biopila control negativo y las biopilas 2 3 4 y 5 al final del periodo
experimental para las pruebas en las cuales se evaluacutea el efecto de 5 diferentes tratamientos
para la degradacioacuten de lodos provenientes de lavaderos de carros en la respuesta determinada
por la concentracioacuten de TPH en ppm en un periodo experimental de 40 diacuteas
con observaciones tomadas a los diacuteas 0 15 30 y 40
Contraste GL Num GL Den Valor F p-valor
Biopila 1 vs Biopila 2 1 12 522 00413
Biopila 1 vs Biopila 3 1 12 809 00148
Biopila 1 vs Biopila 4 1 12 2152 00006
Biopila 1 vs Biopila 5 1 12 1492 00023
El anaacutelisis de la signicancia de los efec-
tos jos del modelo revela que al menos uno
de los paraacutemetros del modelo mixto lineal es
signicativo
La tabla de contrastes revela diferencias sig-
nicativas entre la biopila control y las biopilas 3
4 y 5 a los niveles de signicancia α=005 y entre
la biopila control y las biopilas 4 y 5 al nivel de
signicancia α=001 demostrando que el trata-
miento realizado y la aplicacioacuten de cultivo mixto
de microorganismos fue eciente en la desconta-
minacioacuten de los lodos con residuos de TPH
En el segundo ensayo se evaluoacute el efec-to de 8 diferentes tratamientos para la degra-
dacioacuten de lodos contaminados con TPH del
sistema de alcantarillado de la zona industrial
de Bucaramanga mediante la concentracioacuten de
TPH en ppm (partes por milloacuten) en un perio-
do experimental de 120 diacuteas con observaciones
tomadas a los diacuteas 0 y 120 En la tabla 9 se
presentan los tratamientos bajo investigacioacuten y
los porcentajes de remocioacuten de TPH de cada
tratamiento al nal de un periodo experimental
de 120 diacuteas
La graacuteca 2 muestra el cambio en la con-
centracioacuten de TPH en ppm en un periodo de
120 diacuteas Todas las biopilas bajo estudio presen-
taron una disminucioacuten en la concentracioacuten de
TPH en el periodo experimental observaacutendose
mayor concentracioacuten en las biopilas 7 y 8
A los datos del segundo ensayo se les ajus-
toacute un modelo mixto lineal los estimados y los
errores estaacutendar El modelo reveloacute que no hay
diferencias signicativas entre los estimados delos efectos y este hallazgo y se conrmoacute en la
prueba general del modelo que se presentoacute en
la tabla 9 La conclusioacuten para este experimento
es que no hay efecto de las diferentes biopilas
en la concentracioacuten de TPH en ppm conside-
rando como efectos aleatorios las dos medicio-
nes de tiempo a los 0 y 120 diacuteas de periodo
experimental
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Tabla 9 Porcentaje de remocioacuten de TPH por el meacutetodo de extraccioacuten Soxhlet por 72 horas
concentracioacuten y determinacioacuten gravimeacutetrica para determinar la eficacia de remocioacuten
de los microorganismos inoculados en cada una de las biopilas en un periodo de 120 diacuteas
Nordm
BiopilasInoacuteculos
Proporcioacuten
Lodo contaminado
lodo
deshidratado
Concentracioacuten
inicial TPH
(ppm)
Concentracioacuten
final TPH (ppm)
Remocioacuten
1
Bacterias
I M C CU
Hongos D
14 20600 10600 48
2
Bacterias
I CT CK
Hongos H
14 20600 890 95
3Bacterias S1 S2
Hongos F H14 20600 980 95
4
Bacterias
I CU M S2
Hongos H
14 20600 1080 94
5Bacterias S1 C CK
Hongos H11 30150 1940 93
6Bacterias S2 I M
Hongos D11 30150 2870 90
7Bacterias S1 CU M
Hongos D41 396607 7630 80
8
Bacterias
I S1 CK
Hongos H
41 396605 5110 87
Graacutefca 2 Concentracioacuten de TPH en un periodo de 120 diacuteas
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Tabla 10 Estimados y errores estaacutendar de los paraacutemetros del modelo lineal mixto utilizado para el
anaacutelisis de bloques aleatorios completos del experimento en el cual se evaluoacute el efecto de 8 diferentes
tratamientos para la degradacioacuten de lodos provenientes del sistema de alcantarillado de la ciudad en la
respuesta determinada por la concentracioacuten de TPH en ppm en un periodo experimental de 120 diacuteas
con observaciones tomadas a los diacuteas 0 y 120
Efectos fijos
Efecto Estimado Error estaacutendar Pr gt |t|
Intercepto 22385 12518 03246
Biopila 1 -6785 571826 02741
Biopila 2 -11640 571826 00812
Biopila 3 -11595 571826 00822
Biopila 4 -11545 571826 00833
Biopila 5 -6340 571826 03042
Biopila 6 -5875 571826 03384
Biopila 7 1260 571826 08319
Efectos aleatorios
Estimado Error estaacutendar
11761 11931
Tiempo 1 -11761 11931
Tabla 11 Significancia de los efectos fijos del tratamiento del modelo lineal mixto utilizado para el
anaacutelisis de bloques aleatorios completos del experimento en el cual se evaluoacute el efecto de 8 diferentes
tratamientos para la degradacioacuten de lodos provenientes del sistema de alcantarillado de la ciudad en la
respuesta determinada por la concentracioacuten de TPH en ppm en un periodo experimental de 120 diacuteas
con observaciones tomadas a los diacuteas 0 y 120
Efecto GL Num GL Den Valor de F p-valor
Tratamiento 7 7 158 02806
El anaacutelisis muestra que no hay efecto delas diferentes biopilas en la concentracioacuten de
TPH en ppm considerando como efectos alea-torios las dos mediciones de tiempo a los 0 y120 diacuteas de periodo experimental
La concentracioacuten inicial de plomo en ellodo contaminado fue de 1222 mgl y en loslodos postratamiento 8895 mgl La determi-nacioacuten de la demanda quiacutemica de oxiacutegeno y la
concentracioacuten de plomo de los lixiviados pro-ducidos durante el tratamiento de cada biopila
es necesaria para llevar a cabo una adecuada eli-
minacioacuten En la tabla 12 se observan los datos
de la DQO rerieacutendose a menos de 2000 mg
Lt Los niveles bajos de DQO sentildealan que los
contaminantes presentes en la mezclas fueron
degradados oacuteptimamente por los microorganis-
mos inoculados En las biopilas 2 6 y 7 donde
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se observan resultados de maacutes de 1000 mgLtaunque no es una concentracioacuten considerableindica que hay presencia de contaminantes queposiblemente fueron arrastrados por lixivia-cioacuten En la tabla 13 se observan las concentra-ciones de plomo resultantes en algunos casosson altas por lo que debe ser planeado un pos-terior tratamiento de estos lixiviados
Tabla 12 Concentraciones de DQO
por espectrofotometriacutea de los lixiviados
postratamiento del segundo ensayo
con 8 biopilas
Biopila NdegDQO
mglt
1 523
2 1074
3 382
4 234
5 514
6 1077
7 1222
8 533
Tabla 13 Determinacioacuten de plomo por la
teacutecnica de absorcioacuten atoacutemica de los lixiviados
postratamiento
Biopila NdegPlomo
mgl
1 1508
2 1103
3 1895
4 1167
5 2538
6 972
7 2823
8 17107
Tabla 14 Determinacioacuten de grasas y aceites
postratamiento por el meacutetodo gravimeacutetrico
por extraccioacuten Soxhlet
BiopilaGrasas y aceites
mgl
1 300
2 6766
3 3733
4 1896
5 2563
6 11913
7 15075
8 2650
Discusioacuten
Estudios realizados para el Instituto del
Petroacuteleo de Norteameacuterica ( API ) (Brisio 2005)
sobre tratamiento de suelos contaminados con
residuos de petroacuteleo demuestran que el 70-
90 es removido en diferentes tiempos conconcentraciones entre 10000 a 50000 ppm las
concentraciones de este estudio se encontraron
entre 19000 y 39000 ppm logrando remocio-
nes similares entre (74 al 95) en los dos ensa-
yos en 40 y 120 diacuteas
La fase experimental de los trabajos de
biorremediacioacuten de suelos contaminados con
aceites lubricantes usados (residuo peligroso)
y la evaluacioacuten de consorcios microbianos con
capacidad degradadora de residuos de hidro-
carburos y su aplicacioacuten muestran la alta simi-litud que presentan en tiempo y porcentajes de
remocioacuten en los dos grupos de biopilas tenien-
do en cuenta los microorganismos inoculados
y las proporciones de lodos donde se compara
con los resultados obtenidos por otros auto-
res (Benavides et al 2006 Corona et al 2004)
demostrando la gran importancia del inoacuteculo
microbiano para transformar y utilizar el con-
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taminante como fuente de energiacutea en el proce-so de biorremediacioacuten
Se lograron porcentajes importantes (74-95) de descontaminacioacuten en tiempos cortosde 40 y 120 diacuteas comparados con los tiemposde 9-12 meses del trabajo realizado por Tetta-manti et al (2003) de igual forma se obtuvie-ron mayores remociones que la reportada enel trabajo de biorremediacioacuten de hidrocarburosde los sedimentos de la bahiacutea de La Habanade Nuacutentildeez et al (2005) del 48 con el cultivomixto aislado de dicha bahiacutea
Experiencias de biorremediacioacuten de sue-
los por teacutecnicas bioloacutegicas en la provincia deSanta Cruz (2002) y trabajos realizados por
Total Petroleum Hydrocarbon Criteria Wor-king Group Series ( TPHCWG 1998) en sue-los contaminados con concentraciones entre20000-55000 ppm como grasas y aceitesfueron degradados entre 2 y 3 antildeos (Brisio2005) otros estudios realizados por Huese-mann y Moore (1993) muestran que el 93de los hidrocarburos saturados y el 74 de losaromaacuteticos fue degradado en suelo arenoso deMichigan ( EEUU ) con una concentracioacuten ini-
cial de 30000 ppm TPH el estudio tambieacutenindica que la fraccioacuten polar fue resistente a ladegradacioacuten durante los 5 meses que duroacute elestudio
Las cepas aisladas e identicadas de loslodos contaminados con capacidad degradado-ra de hidrocarburos han sido reportadas en laliteratura dentro de ellas tenemos gram nega-tivas ( Pseudomonas aeruginosa Citrobacter freundii
Proteus mirabilis Proteus vulgaris Proteus penneri
Acinetobacter iwof entre otras) y gram positivas( Oerskovia species Bacillus brevis Nocardia spp Ac-
tinomyces spp y Bacillus megaterium Micrococcusspp) (Benavides et al 2006) y cepas de hongos( Aspergillus spp Trichoderma spp Fusarium spp y
Rhizopus spp ) Las pruebas de degradabilidadcompetitividad y compatibilidad realizadas aestas bacterias y hongos nos permitieron eva-luar que Pseudomonas aureuginosa y Psedomonas pu-
tida son microorganismos con alta capacidaddegradadora de TPH sin restarle importancia
a otros microorganismos (Arauacutejo et al 2005Corona et al 2004 Vintildeas 2005)
El uso de cultivos mixtos o pool bacte-riano favorece una degradacioacuten mayor con eluso de bioestimulacioacuten (Caacuterdenas 2006) sien-
do mayor el tiempo utilizado por este autor yporcentajes de remocioacuten de TPH similares a loslogrados en este trabajo
La aplicacioacuten de lodos provenientes detratamiento de aguas residuales domeacutesticas uti-
lizadas como esponjante y aporte de energiacutea auna concentracioacuten del 25 y una concentra-cioacuten inicial de TPH de 212745 ppm es una
buena opcioacuten ya que se obtuvieron remocionesde TPH de 458 5428 7403 y 8709 en 40diacuteas las diferencias estaacuten dadas seguacuten el pool demicroorganismos aplicados estos contrastancon los resultados reportados por Caacuterdenas et
al (2004) en las concentraciones de 30 de lo-dos obteniendo porcentajes menores de remo-cioacuten como 4198 y 4746 en tres meses y una
concentracioacuten inicial de 4000 ppm de TPH
Conclusiones
Con este trabajo se lograron porcenta-jes considerables de remocioacuten de TPH entreel 7403 y 8709 en 40 diacuteas y 87 94 y 95en 120 diacuteas con la aplicacioacuten de los consorcios
microbianos obtenidos y la metodologiacutea apli-cada en el proceso de biorremediacioacuten en laspruebas de campo
Se pudo evidenciar que estos residuos de-
positados en los suelos no son degradados sinla realizacioacuten de un adecuado tratamiento
El uso de microorganismos nativos re-
presenta una alternativa para reducir la conta-minacioacuten generada por residuos peligrosos y
recuperacioacuten de zonas impactadas
Agradecimientos
A la Corporacioacuten Autoacutenoma Regional
para la Defensa de la Meseta de Bucaraman-ga ( CDMB ) Al personal de los laboratorios de
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Biorremediacioacuten de lodos contaminados con aceites lubricantes usados 155
la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales( PTAR ) de Riacuteo Friacuteo (Giroacuten Santander Colom-bia) Al laboratorio de Control de Calidad de
Aguas del Acueducto Metropolitano de Buca-ramanga ( AMB ) Al programa de Bacteriologiacutea
y Laboratorio Cliacutenico de la Universidad de San-tander ( UDES ) y a los estudiantes que llevarona cabo las pruebas de campo del proceso deBiorremediacioacuten
Anexo
Microorganismos aislados en el Proyecto de Biorremediacioacuten fase I por estudiantes de la UDES
Morfologiacutea
Bacilos gram negativos Bacilos gram positivos Cocos gram positivos Hongos
Pseudomonas aeruginosa (S1)
Pseudomonas puacutetida (S2)Oerskovia species Micrococcus spp(M) Aspergillus spp(F)
Citrobacter freundii Bacillus brevis (CU) Trichoderma spp(H)
Proteus mirabilis Proteus
vulgaris Proteus penneriNocardia spp(CK) Fusarium spp
Acinetobacter iwoffi (I) Actinomyces Rhizopus spp (D)
Morganella morganni Bacillus megaterium
Alcaligenes spp
Hafnia alves
Citrobacter diversus (CT)
Enterobacter cloacae
Klebsiella oxytoca
Klebsiella ozaenae
Achromobacter species
Escherichia coli (C)
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Biorremediacioacuten de lodos contaminados con aceites lubricantes usados 141
ARTIacuteCULO CORTO
Biorremediacioacuten de lodos contaminados con aceites
lubricantes usados
Bioremediation of sludge contaminated with used lubricants
Mariacutea Cristina Vaacutesquez1 Jennifer Thibisay Guerrero Figueroa2
Andrea del Pilar Quintero
3
Resumen
Los lodos contaminados con residuos de aceites lubricantes usados generan gran impacto ambientalnegativo al no ser manejados adecuadamente Se propuso la biorremediacioacuten para disminuir la con-centracioacuten de dichos contaminantes Los ensayos fueron realizados en las instalaciones de la planta detratamiento de aguas residuales ( PTAR ) de Riacuteo Friacuteo (Giroacuten Santander Colombia) donde se evaluaronconsorcios microbianos nativos que posteriormente se adicionaron a las biopilas conformadas por lo-dos deshidratados provenientes del tratamiento primario de aguas residuales domeacutesticas (usados como
fuente de materia orgaacutenica) lodos provenientes de lavaderos de carros y lodos de alcantarillado de lazona industrial de la ciudad de Bucaramanga (Colombia) Se aislaron identicaron y conservaron cepasmicrobianas con capacidad degradadora de hidrocarburos totales de petroacuteleo ( TPH ) como Pseudomonas
spp Acinetobacter spp Enterobacter cloacae Citrobacter spp Bacillus brevis Micrococcus spp y Nocardia spp Sehizo una serie de pruebas piloto donde se inoculoacute cada montaje con un consorcio bacteriano a una con-centracioacuten de 3x108 UFCml de bacterias y microorganismos fuacutengicos como Asper gillus spp Fusar ium
spp Trichoderma spp a una concentracioacuten de 1x106 esporasml se monitorearon paraacutemetros de tempera-tura pH humedad y oxigenacioacuten Se realizaron dos ensayos para vericar el comportamiento de dichostratamientos se analizoacute la variable continua TPH en ppm mediante el meacutetodo de modelos mixtos linea-res en bloques aleatorios completos que revelaron diferencias signicativas entre la biopila control y lasbiopilas bajo prueba se obtuvieron porcentajes de remocioacuten hasta de 94 de TPH en 120 diacuteas y 84en 40 diacuteas lo que reejoacute un efecto positivo en la utilizacioacuten de los consorcios de microorganismos bajoprueba en la descontaminacioacuten de lodos de alcantarillado industrial y lodos de lavaderos de carros
Palabras clave biorremediacioacuten biopilas aceites usados hidrocarburos totales del petroacuteleo microorganis-
mos nativos
1 Bacterioacuteloga y Laboratorista Cliacutenico Especialista en Quiacutemica Ambiental Universidad de Santander ndashUDES mariacrisv70
hotmailcom
2 Bacterioacuteloga y Laboratorista Cliacutenico Cll12 28-20 Las margaritas Cuacutecuta thibisay8hotmailcom
3 Andrea del Pilar Quintero Bacterioacuteloga y Laboratorista Cliacutenico Universidad de Santander Meacutexico neg1883hotmailcom
Rev Colomb Biotecnol Vol XII No 1 Julio 2010 141-157 141
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Introduccioacuten
La inadecuada disposicioacuten nal de lodoscontaminados con residuos de aceites lubrican-tes usados ndashcompuestos por hidrocarburos to-tales de petroacuteleo ( TPH ) bifenilos policlorados( PCB ) aromaacuteticos policiacuteclicos ( HAP ) metalesy otros compuestos contaminantesndash ocasionanun deterioro en el medioambiente y la saludhumana por sus efectos canceriacutegenos toacutexicosy venenosos se consideran sustancias de difiacutecilbiodegradacioacuten y se clasican como residuospeligrosos por la reglamentacioacuten establecida en
el Convenio de Basilea (Arroyo et al 2008)
Hoy en diacutea a nivel mundial se cuenta condiversas teacutecnicas bioloacutegicas con el n de pro-porcionar alternativas de descontaminacioacutende zonas impactadas en suelo aire y agua Labiorremediacioacuten es un proceso de desconta-minacioacuten que emplea una serie de reaccionesbioquiacutemicas por una poblacioacuten o consorcios demicroorganismos inoculados en la zona con-
taminada para convertir la estructura de los
hidrocarburos en componentes menos toacutexicos
(Benavides et al 2006)
Este estudio se desarrolloacute a partir del
macroproyecto de ldquoBiorremediacioacuten de lodos
contaminados con aceites usadosrdquo realizado
por estudiantes de Bacteriologiacutea y Laboratorio
Cliacutenico de la Universidad de Santander ( UDES )
Bucaramanga A partir de muestras de lodos
contaminados con residuos de aceites usados
se realizoacute el aislamiento la identicacioacuten y el
mantenimiento de cepas nativas de bacterias y
hongos con capacidad degradadora de residuosde hidrocarburos ( TPH ) para llevar a cabo la
descontaminacioacuten de dichos residuos se reali-
zaron dos ensayos inoculando las biopilas con-
formadas por lodos provenientes de lavaderos
de carros y lodos de alcantarillado de una zona
industrial mezclados con lodos deshidratados
obtenidos a partir del tratamiento primario de
aguas residuales domeacutesticas
Abstract
Sludge contaminated with used lubricating oil waste produces a large negative environmental impact by not
being handled properly Bioremediation was thus suggested for reducing the concentration of such pollu-tants The trials were conducted at the Riacuteo Friacuteo waste water treatment plant ( WWTP ) in Giroacuten SantanderColombia Native microbial associations were evaluated and subsequently added to biopiles made up of driedsludge from waste water treatment (organic matter source) sludge from washing cars and sewage sludge fromthe industrial area of Bucaramanga in Colombia Several pilot tests were completed and several microbialstrains such as Pseudomonas spp Escherichia coli Citrobacter spp Bacillus brevis Micrococcus spp were identied andisolated as they retained their ability to degrade total petroleum hydrocarbons ( TPH ) Each pilot assembly
was inoculated with a 3x108 UFCml bacterial concentration and fungal microorganisms such as Aspergillus
spp Fusarium spp and Trichoderma spp at 1x106 sporeml concentration Parameters such as temperature pHhumidity and oxygenation were monitored frequently Two trials were completed to verify treatment patternsand results TPH concentration was analysed continuously using a linear mixed model approach in randomi-sed complete blocks This revealed signicant differences between control biopile (without microorganismconsortia) and the biopiles being tested here 94 TPH removal being obtained in 120 days and 84 TPH
in 40 days This reected the positive effect of using a consortium of microorganisms when testing the de-contamination of domestic sewage sludge industrial sludge and car wash sludge
Key words Bioremediation biopile used lubricating oil total petroleum hydrocarbons native microorga-nism
Recibido diciembre 19 de 2008 Aprobado junio 18 de 2010
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Biorremediacioacuten de lodos contaminados con aceites lubricantes usados 143
Dentro de las teacutecnicas utilizadas en elproceso de biorremediacioacuten se emplean la bio-aumentacioacuten y bioestimulacioacuten En este caso se
realizoacute la bioaumentacioacuten con la adicioacuten de so-luciones acuosas en concentraciones de 3x108
UFCml de los microorganismos nativos se-leccionados y bioestimulacioacuten con la adicioacuten
de Nitroacutegeno Foacutesforo y Potasio (presentacioacutencomercial NPK 15-15-15) ademaacutes se realizoacuteel monitoreo de los paraacutemetros abioacuteticos como
temperatura pH humedad oxigenacioacuten (vol-teo)
Materiales y meacutetodo
Aislamiento identificacioacuten ymantenimientode los microorganismos
Las muestras fueron recolectadas de dife-rentes puntos al azar tomando 500 g a una pro-fundidad no mayor de 15 cm de lodos aceitosos
provenientes de lavaderos de carros lodos desistemas de alcantarillado de zonas industria-
les de la ciudad de Bucaramanga y lodos es-tabilizados del tratamiento de aguas residuales
domeacutesticas los cuales se depositaron en bolsasplaacutesticas selladas conservadas en refrigeracioacuten
hasta su procesamiento y transportadas a loslaboratorios de la Planta de tratamiento deaguas residuales (PTAR) Riacuteo Friacuteo (Giroacuten)
Para el aislamiento se someten las mues-tras a un pre-enriquecimiento adicionando 100g de cada una de estas en 250 ml del medio
caldo baacutesico de sales (CBS) modicado ndashNaCl015 g (NH4)2SO4 03 g KH2PO4 037 g KH2-
PO4 0125 g 0125 g MgSO47H2O 0075 g
KNO3 03 g) (Narvaacuteez et al 2008) a tempe-ratura ambiente en agitacioacuten constante a una
velocidad de 140 rpm durante un periodo dedoce diacuteas
A partir del sexto diacutea hasta el diacutea doce
se tomoacute un inoacuteculo y sembroacute por agotamientoen placas de Agar MacConkey (AMck) Agar
Nutritivo (AN) Agar Cetrimide Agar Sangre(AS) y Agar Infusioacuten de Suelo 25 (se obtuvo
a partir de 500 g de lodo contaminado en 100ml de agua destilada se agitoacute y dejoacute en repo-so 24 horas posteriormente se ltroacute y con el
ltrado se trabajoacute al 25 y se adicionoacute agar-agar csp) despueacutes se incuboacute a 32 ordmC por 24-48horas en Agar Sangre ( AS ) a 32 ordmC por 24-48horas en atmoacutesfera de 3-6 de CO2 y en Agar
Saboraud a temperatura ambiente durante 5diacuteas para aislamiento de hongos
La identicacioacuten de los hongos aisladosse realizoacute basaacutendose en las caracteriacutesticas mor-
foloacutegicas de las colonias (color aspecto con-sistencia observacioacuten del anverso y reverso dela colonia y presencia o ausencia de pigmen-
tos y exudados) y la observacioacuten microscoacutepi-ca de estructuras caracteriacutesticas de los geacutenerosempleados en este estudio (presencia o no deseptos pigmentacioacuten o no las hifas y observa-cioacuten de estructuras de reproduccioacuten asexual)
La identicacioacuten de bacterias se realizoacute a par-tir de la serie bioquiacutemica (triple azuacutecar hierroagar citrato SIM uacuterea malonato motilidad
fenilalanina rojo de metilo Voges Proskauerlisina hierro agar) y sistema semiautomatizado( BBL CRYSTAL-NF y gram positivos seguacuten el
caso) y pruebas adicionales (citocromooxidasa
catalasa Indol de oxidacioacuten-fermentacioacuten OFglucosa sacarosa lactosa manitol maltosa)
Posterior a la identicacioacuten se realizaron re-piques en medio modicado (con aceite lubri-cante usado al 10) y se sembraron en mediosimple con glicerol para su conservacioacuten (refri-
geracioacuten 4 degC y congelacioacuten -20 ordmC)
Preparacioacuten del inoacuteculo
Posterior a la identicacioacuten de los micro-organismos se realizaron pruebas de degra-
dabilidad y compatibilidad Para la prueba dedegradabilidad (cualitativa) se empleoacute un mediode cultivo liacutequido modicado a diferentes con-centraciones de aceites quemados (10 15 25 y
50) para vericar la remocioacuten de hidrocarbu-ros controlando visualmente cada cuatro horasla presencia o disminucioacuten de la capa de aceite
en la supercie del medio debida al consumode las grasas por parte de los microorganismos
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con la formacioacuten de micelas (comunicacioacutenpersonal Nieto L ICP 2005)
Las pruebas de competitividad o com-patibilidad se realizaron en agar modicadoconfrontando todos los microorganismos ensiembra masiva hasta la mitad de la caja conuna cepa A e incubada a 37 ordmC por 24 horasposterior a este tiempo en la mitad no sem-brada se realizoacute la siembra mediante una estriacuteaperpendicular con otra cepa B que fue incu-bada nuevamente durante 24 horas a 37 ordmC deacuerdo con estos resultados se determinaronlos microorganismos compatibles (Garzoacuten et
al 2001)
El medio utilizado para la aplicacioacuten del pool bacteriano a cada biopila se preparoacute a par-tir de 2 litros de agua melaza al 5 sales mi-nerales 01 extracto de levadura 05 conuna concentracioacuten bacteriana de 3x108 ufcmlcomparada con la escala de MacFarland con-rmada por la teacutecnica de recuento por vertidoen placa tomando un volumen de 1 ml de unadilucioacuten (de 101 hasta 108 ) en una caja de Petriesteacuteril a la cual se le adicionoacute medio de cultivofundido (Plate Count) previamente enfriadoa una temperatura de 40 ordmC mezclado e incu-bado de 35-37 ordmC por 24 horas la inoculacioacuten
de los hongos ( Aspergillus spp Trichoderma spp Fusarium spp ) se realizoacute los diacuteas 15-45-60-75 laconcentracioacuten oacuteptima fue de 1x 106 esporasml el cual se obtuvo al inocular los microor-ganismos fuacutengicos en medio liacutequido (CaldoMalta) incubados a temperatura ambiente porcinco diacuteas
Construccioacuten de biopilas
En el primer ensayo se trabajoacute con cincobiopilas para las pruebas de campo gura 1 Enel segundo ensayo se trabajaron ocho biopilasen la gura 2 se observa cada biopila construidacon una inclinacioacuten de 15deg un aacuterea de 1 m2 conun peso de 50 kg y polisombra para la protec-cioacuten contra los rayos solares adicionalmente sedispuso un tubo en el centro con agujeros parafacilitar la recoleccioacuten de lixiviados La tabla 1muestra el primer grupo conformado por cin-co biopilas el tratamiento de eacutestas se planteoacutepara 40 diacuteas cada una de ellas conformada poruna mezcla de lodo deshidratado provenientede tratamiento de aguas residuales domeacutesticasy lodo proveniente de lavaderos de carros Lasinoculaciones de los pool bacterianos se reali-zaron los diacuteas 1-10-20 y 30 con los siguientes
microorganismos
Figura 1 Montaje de las pruebas de campo del ensayo con cinco biopilas lodo lavaderode carros y lodo deshidratado Fuente las autoras
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Tabla 1 Conformacioacuten de cada biopila del tratamiento 1 Proporcioacuten de 41 de lodo contaminado
lodo deshidratado Concentracioacuten inicial en cada biopila 212745 ppm de TPH
Biopila Microorganismos
No 1 Testigo
No 2
Acinetobacter spp (I )
Bacillus spp ( A)
Micrococcus spp (M)
Aspergillus niacuteger ( G )
No 3
Citrobacter spp ( E)
Acinetobacter spp ( I )
Nocardia spp ( CK)
Trichoderma spp (H))
No 4 Acinetobacter spp ( I )Pseudomonas aureuginosa (S1 Pseudomonas spp (S2)
Trichoderma spp (H)
No 5
Pseudomonas aureuginosa (S1) Pseudomonas spp (S2)
Citrobacter spp ( E)
Trichoderma spp ( H)
Fuente las autoras
El segundo grupo estuvo conformadopor 8 biopilas constituidas por lodo deshi-
dratado (proveniente de tratamiento primariode aguas residuales domeacutesticas) usadas como
aporte de materia orgaacutenica y lodo contamina-do con aceites lubricantes usados provenien-
tes del sistema de alcantarillado de la zonaindustrial
Figura 2 Disposicioacuten de las 8 biopilas para el trabajo de campo
Fuente las autoras
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Tabla 2 Grupo de 8 biopilas se aplicoacute bioaumentacioacuten los diacuteas 1-30-60-90 Tiempo total 120 diacuteas
Biopila Microorganismo - coacutedigo Relacioacuten lodos TPH ppm
No 1
Acinetobacter spp (I)
Micrococcus spp ( M )
E coli ( C)
Bacillus spp (CU)
Rhizopus spp ( D)
14 una parte lodo alcantarillado zona
industrial-4 partes lodo deshidratado PTAR20600
No 2
Acinetobacter spp (I)
Citrobacter spp (CT)
Nocardia spp (CK)
Rhizopus spp ( D)
14 una parte lodo alcantarillado
industrial-4 partes lodo deshidratado PTAR20600
No 3
Pseudomona aureuginosa (S1)Pseudomonas putida (S2)
Aspergillus spp (F)
Trichoderma spp (H) )
14 una parte lodo alcantarillado zona
industrial-4 partes lodo deshidratado PTAR20600
No 4
Acinetobacter spp ( I)
Bacillus spp ( CU)
Micrococcus spp (M)
Pseudomonas putida (S2)
Trichoderma spp ( H)
14 una parte lodo alcantarillado zona
industrial-4 partes lodo deshidratado PTAR20600
No 5
Pseudomonas aureuginosa (S1)
E coli ( C)
Nocardia spp (CK)
Trichoderma spp) (H)
11 partes de lodo alcantarillado zona
industrial y lodo deshidratado de la PTAR 30150
No 6
Pseudomonas putida (S2)
Acinetobacter spp ( I )
Micrococcus spp ( M )
Trichoderma spp ( H)
11 partes de lodo alcantarillado zona
industrial y lodo deshidratado de la PTAR30150
No 7
Pseudomonas aureuginosa ( S1)
Bacillus spp (CU)
Micrococcus spp (M )
Rhizopus spp) ( D)
41 partes de lodo de zona industrial y
una parte de lodo deshidratado PTAR39660
No 8 Acinetobacter spp ( I )
Pseudomonas putida ( S2)
Nocardia spp (CK)
Trichoderma spp (H)
41 partes de lodo de zona industrial y
una parte de lodo deshidratado PTAR
39660
Fuente las autoras
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A los dos grupos se les monitorearon pa-raacutemetros como temperatura y humedad diaria-mente por la prueba del puntildeo y en laboratorio
por teacutecnica gravimeacutetrica cada ocho diacuteas paramantener un nivel cercano entre 60-70 en
caso necesario se adicionoacute agua corriente pHcada 10 diacuteas con el uso del potencioacutemetro re-
cuento de microorganismos viables antes y 72horas posteriores a la adicioacuten de los inoacuteculos
bacterianos adicioacuten de nutrientes NPK (15-15-15 ) 100 g disueltos en agua en los diacuteas 8-16-24del montaje y aireacioacuten (por volteos manuales)
durante la aplicacioacuten de los microorganismos
Anaacutelisis fiacutesico-quiacutemico
Las determinaciones de TPH se realizaronpor extraccioacuten soxhlet por 72 horas concentra-
cioacuten y determinacioacuten por gravimetriacutea (5520 D)determinacioacuten de grasas y aceites por extraccioacuten
soxhlet ( ISOTR 11046) y plomo por absorcioacutenatoacutemica pre durante y postratamiento en los la-
boratorios certicados (Laboratorio de ConsultasIndustriales de la Universidad Industrial de San-tander Laboratorio de Quiacutemica de la Universidad
de Santander Laboratorio de Control de Calidad
del Acueducto Metropolitano de Bucaramanga yLaboratorio de la PTAR - Riacuteo Friacuteo)
Anaacutelisis estadiacutestico
En los dos ensayos se analizoacute la variable
continua TPH en ppm mediante el meacutetodo demodelos mixtos lineales en bloques aleatorios
completos (Littell et al 2006) donde el efecto
de bloque es dado por el tiempo y se considera
un efecto aleatorio y el factor experimental por
evaluar es el tipo de tratamiento y se considera
un efecto jo En el primer ensayo se realizaron
contrastes seleccionados entre la biopila 1 y las
biopilas 2 3 4 y 5 (Littell et al 2006)
Resultados
Se aislaron 22 microorganismos de im-
portancia en procesos de biorremediacioacuten
en la fase 1 del proyecto dentro de los que se
encuentran gram positivos gram negativos y
hongos (ver Anexo) los que posteriormente
se utilizaron para la conformacioacuten de consor-
cios y la aplicacioacuten en las diferentes biopilas
para llevar a cabo el proceso de descontami-
nacioacuten de los TPH presentes en los lodos con-
taminados
La variacioacuten del pH y la temperatura a tra- veacutes del proceso se observan en la tabla 3
Tabla 3 Lecturas promedio de pH y temperatura en cada una de las biopilas durante 30 diacuteas en el
primer ensayo con 5 biopilas
Fecha
Biopila 1 Biopila 2 Biopila 3 Biopila 4 Biopila 5
pHTempe-
ratura ordmCpH
Tempe-
ratura ordmCpH
Tempe-
ratura ordmCpH
Tempe-
ratura ordmCpH
Tempe-
ratura ordmC
Diciembre
26 0579 22 62 23 73 23 64 23 72 23
Enero 3
2006
80 24 69 23 73 23 65 23 73 23
Enero 10
200681 26 73 25 75 26 67 26 76 23
Enero 17
200682 26 71 25 73 26 67 26 75 24
Enero 262006
82 26 69 23 74 25 64 25 76 26
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En el primer ensayo se evaluoacute el efecto de5 diferentes tratamientos para la degradacioacutende residuos contaminantes en lodos provenien-tes de lavaderos de carros en la respuesta deter-minada por la concentracioacuten de TPH en ppm
en un periodo experimental de 40 diacuteas con ob-servaciones tomadas a los diacuteas 0 15 30 y 40En la tabla 4 se observan las concentracionesiniciales y nales de TPH y los porcentajes deremocioacuten de TPH en cada biopila
Tabla 4 Porcentaje de remocioacuten de TPH por el meacutetodo de extraccioacuten Soxhlet en 72 horas para
determinar efecto de los microorganismos inoculados en cada una de las biopilas
Nordm Biopila Inoacuteculos
Concentracioacuten
inicial TPH
(ppm)
Concentracioacuten
final TPH
(ppm))
Remocioacuten
Tiempo de
Remocioacuten
(diacuteas)
1 (control
negativo)Sin inoacuteculo 212745
197853
197838
197837
69
70
70
15
30
40
2
Bacterias
A I M
Hongo G
212745
1595588
1294804
1152301
249
391
458
15
30
40
3
Bacterias
E I CK
Hongo H
212745
1416862
11899015
972512
334
441
5428
15
30
40
4
Bacterias
S1 S2 I
Hongo H
212745
1219019
598939
274528
42
718
8709
15
30
40
5BacteriasS1 S2
Hongo H
21274514104977225
552311
337637
7403
1530
40
La concentracioacuten de plomo pretratamien-to en el lodo contaminado fue 90 mgl
Los resultados obtenidos de la determi-nacioacuten de Pb a los 40 diacuteas postratamiento porel meacutetodo de absorcioacuten atoacutemica se reportan enla tabla 5
Tabla 5 Resultados de plomo (Pb)Postratamiento Meacutetodo de absorcioacuten atoacutemica
BiopilaPb
mgl
1 70
2 90
3 80
5 60
En la graacuteca 1 se observa la variacioacuten delas concentraciones de TPH en ppm a traveacutesdel tiempo en las 5 biopilas Todas las biopilaspartieron de la misma concentracioacuten de TPH labiopila control presentoacute una disminucioacuten miacuteni-ma de TPH mientras que las biopilas 2 3 4 y5 presentaron una disminucioacuten aparentemente
signicativa en los 40 diacuteas del experimentoPara determinar la existencia de diferen-
cias estadiacutesticamente signicativas entre lostratamientos se ajustoacute un modelo lineal mixtoa los datos (tabla 6) La prueba de signican-cia del modelo presentada en la tabla 7 reveladiferencias signicativas entre los tratamientosEn la tabla 8 se observan los contrastes selec-cionados comparando la biopila control con las
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biopilas 2 3 4 y 5 Los contrastes muestranevidencias de diferencias signicativas al ni-
vel de signicancia 005 entre la biopila con-
trol y la biopila 2 y al nivel de signicancia001 entre la biopila control y las biopilas 34 y 5
Graacutefca 1 Variacioacuten de las concentraciones de TPH en cuarenta diacuteas
Tabla 6 Estimados y errores estaacutendar de los paraacutemetros del modelo lineal mixto utilizado para el
anaacutelisis de bloques aleatorios completos del ensayo en el cual se evaluoacute el efecto de 5 diferentes
tratamientos para la degradacioacuten de lodos provenientes de lavaderos de carros en la respuesta
determinada por la concentracioacuten de TPH en ppm en un periodo experimental de 40 diacuteas conobservaciones tomadas a los diacuteas 0 15 30 y 40
Efectos fijos
Paraacutemetro Estimado Error Standard p-valor
Intercepto 12156 283693 00234
Biopila 1 800057 20711 00023
Biopila 2 326911 20711 01404
Biopila 3 211056 20711 03283
Biopila 4 -160641 20711 0453
Efectos aleatorios
Tiempo 0 630534 266517
Tiempo 15 68051 266517
Tiempo 30 -264993 266517
Tiempo 40 -433593 266517
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Tabla 7 Significancia de los efectos fijos del tratamiento del modelo lineal mixto utilizado
para el anaacutelisis de bloques aleatorios completos del ensayo en el cual se evaluoacute el efecto
de 5 diferentes tratamientos para la degradacioacuten de lodos provenientes de lavaderos de carros
en la respuesta determinada por la concentracioacuten de TPH en ppm en un periodo experimental
de 40 diacuteas con observaciones tomadas a los diacuteas 0 15 30 y 40
Efecto GL num GL Den Valor F p-valor
Tratamiento 4 12 63 00057
Tabla 8 Contrastes entre la biopila control negativo y las biopilas 2 3 4 y 5 al final del periodo
experimental para las pruebas en las cuales se evaluacutea el efecto de 5 diferentes tratamientos
para la degradacioacuten de lodos provenientes de lavaderos de carros en la respuesta determinada
por la concentracioacuten de TPH en ppm en un periodo experimental de 40 diacuteas
con observaciones tomadas a los diacuteas 0 15 30 y 40
Contraste GL Num GL Den Valor F p-valor
Biopila 1 vs Biopila 2 1 12 522 00413
Biopila 1 vs Biopila 3 1 12 809 00148
Biopila 1 vs Biopila 4 1 12 2152 00006
Biopila 1 vs Biopila 5 1 12 1492 00023
El anaacutelisis de la signicancia de los efec-
tos jos del modelo revela que al menos uno
de los paraacutemetros del modelo mixto lineal es
signicativo
La tabla de contrastes revela diferencias sig-
nicativas entre la biopila control y las biopilas 3
4 y 5 a los niveles de signicancia α=005 y entre
la biopila control y las biopilas 4 y 5 al nivel de
signicancia α=001 demostrando que el trata-
miento realizado y la aplicacioacuten de cultivo mixto
de microorganismos fue eciente en la desconta-
minacioacuten de los lodos con residuos de TPH
En el segundo ensayo se evaluoacute el efec-to de 8 diferentes tratamientos para la degra-
dacioacuten de lodos contaminados con TPH del
sistema de alcantarillado de la zona industrial
de Bucaramanga mediante la concentracioacuten de
TPH en ppm (partes por milloacuten) en un perio-
do experimental de 120 diacuteas con observaciones
tomadas a los diacuteas 0 y 120 En la tabla 9 se
presentan los tratamientos bajo investigacioacuten y
los porcentajes de remocioacuten de TPH de cada
tratamiento al nal de un periodo experimental
de 120 diacuteas
La graacuteca 2 muestra el cambio en la con-
centracioacuten de TPH en ppm en un periodo de
120 diacuteas Todas las biopilas bajo estudio presen-
taron una disminucioacuten en la concentracioacuten de
TPH en el periodo experimental observaacutendose
mayor concentracioacuten en las biopilas 7 y 8
A los datos del segundo ensayo se les ajus-
toacute un modelo mixto lineal los estimados y los
errores estaacutendar El modelo reveloacute que no hay
diferencias signicativas entre los estimados delos efectos y este hallazgo y se conrmoacute en la
prueba general del modelo que se presentoacute en
la tabla 9 La conclusioacuten para este experimento
es que no hay efecto de las diferentes biopilas
en la concentracioacuten de TPH en ppm conside-
rando como efectos aleatorios las dos medicio-
nes de tiempo a los 0 y 120 diacuteas de periodo
experimental
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Tabla 9 Porcentaje de remocioacuten de TPH por el meacutetodo de extraccioacuten Soxhlet por 72 horas
concentracioacuten y determinacioacuten gravimeacutetrica para determinar la eficacia de remocioacuten
de los microorganismos inoculados en cada una de las biopilas en un periodo de 120 diacuteas
Nordm
BiopilasInoacuteculos
Proporcioacuten
Lodo contaminado
lodo
deshidratado
Concentracioacuten
inicial TPH
(ppm)
Concentracioacuten
final TPH (ppm)
Remocioacuten
1
Bacterias
I M C CU
Hongos D
14 20600 10600 48
2
Bacterias
I CT CK
Hongos H
14 20600 890 95
3Bacterias S1 S2
Hongos F H14 20600 980 95
4
Bacterias
I CU M S2
Hongos H
14 20600 1080 94
5Bacterias S1 C CK
Hongos H11 30150 1940 93
6Bacterias S2 I M
Hongos D11 30150 2870 90
7Bacterias S1 CU M
Hongos D41 396607 7630 80
8
Bacterias
I S1 CK
Hongos H
41 396605 5110 87
Graacutefca 2 Concentracioacuten de TPH en un periodo de 120 diacuteas
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Tabla 10 Estimados y errores estaacutendar de los paraacutemetros del modelo lineal mixto utilizado para el
anaacutelisis de bloques aleatorios completos del experimento en el cual se evaluoacute el efecto de 8 diferentes
tratamientos para la degradacioacuten de lodos provenientes del sistema de alcantarillado de la ciudad en la
respuesta determinada por la concentracioacuten de TPH en ppm en un periodo experimental de 120 diacuteas
con observaciones tomadas a los diacuteas 0 y 120
Efectos fijos
Efecto Estimado Error estaacutendar Pr gt |t|
Intercepto 22385 12518 03246
Biopila 1 -6785 571826 02741
Biopila 2 -11640 571826 00812
Biopila 3 -11595 571826 00822
Biopila 4 -11545 571826 00833
Biopila 5 -6340 571826 03042
Biopila 6 -5875 571826 03384
Biopila 7 1260 571826 08319
Efectos aleatorios
Estimado Error estaacutendar
11761 11931
Tiempo 1 -11761 11931
Tabla 11 Significancia de los efectos fijos del tratamiento del modelo lineal mixto utilizado para el
anaacutelisis de bloques aleatorios completos del experimento en el cual se evaluoacute el efecto de 8 diferentes
tratamientos para la degradacioacuten de lodos provenientes del sistema de alcantarillado de la ciudad en la
respuesta determinada por la concentracioacuten de TPH en ppm en un periodo experimental de 120 diacuteas
con observaciones tomadas a los diacuteas 0 y 120
Efecto GL Num GL Den Valor de F p-valor
Tratamiento 7 7 158 02806
El anaacutelisis muestra que no hay efecto delas diferentes biopilas en la concentracioacuten de
TPH en ppm considerando como efectos alea-torios las dos mediciones de tiempo a los 0 y120 diacuteas de periodo experimental
La concentracioacuten inicial de plomo en ellodo contaminado fue de 1222 mgl y en loslodos postratamiento 8895 mgl La determi-nacioacuten de la demanda quiacutemica de oxiacutegeno y la
concentracioacuten de plomo de los lixiviados pro-ducidos durante el tratamiento de cada biopila
es necesaria para llevar a cabo una adecuada eli-
minacioacuten En la tabla 12 se observan los datos
de la DQO rerieacutendose a menos de 2000 mg
Lt Los niveles bajos de DQO sentildealan que los
contaminantes presentes en la mezclas fueron
degradados oacuteptimamente por los microorganis-
mos inoculados En las biopilas 2 6 y 7 donde
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se observan resultados de maacutes de 1000 mgLtaunque no es una concentracioacuten considerableindica que hay presencia de contaminantes queposiblemente fueron arrastrados por lixivia-cioacuten En la tabla 13 se observan las concentra-ciones de plomo resultantes en algunos casosson altas por lo que debe ser planeado un pos-terior tratamiento de estos lixiviados
Tabla 12 Concentraciones de DQO
por espectrofotometriacutea de los lixiviados
postratamiento del segundo ensayo
con 8 biopilas
Biopila NdegDQO
mglt
1 523
2 1074
3 382
4 234
5 514
6 1077
7 1222
8 533
Tabla 13 Determinacioacuten de plomo por la
teacutecnica de absorcioacuten atoacutemica de los lixiviados
postratamiento
Biopila NdegPlomo
mgl
1 1508
2 1103
3 1895
4 1167
5 2538
6 972
7 2823
8 17107
Tabla 14 Determinacioacuten de grasas y aceites
postratamiento por el meacutetodo gravimeacutetrico
por extraccioacuten Soxhlet
BiopilaGrasas y aceites
mgl
1 300
2 6766
3 3733
4 1896
5 2563
6 11913
7 15075
8 2650
Discusioacuten
Estudios realizados para el Instituto del
Petroacuteleo de Norteameacuterica ( API ) (Brisio 2005)
sobre tratamiento de suelos contaminados con
residuos de petroacuteleo demuestran que el 70-
90 es removido en diferentes tiempos conconcentraciones entre 10000 a 50000 ppm las
concentraciones de este estudio se encontraron
entre 19000 y 39000 ppm logrando remocio-
nes similares entre (74 al 95) en los dos ensa-
yos en 40 y 120 diacuteas
La fase experimental de los trabajos de
biorremediacioacuten de suelos contaminados con
aceites lubricantes usados (residuo peligroso)
y la evaluacioacuten de consorcios microbianos con
capacidad degradadora de residuos de hidro-
carburos y su aplicacioacuten muestran la alta simi-litud que presentan en tiempo y porcentajes de
remocioacuten en los dos grupos de biopilas tenien-
do en cuenta los microorganismos inoculados
y las proporciones de lodos donde se compara
con los resultados obtenidos por otros auto-
res (Benavides et al 2006 Corona et al 2004)
demostrando la gran importancia del inoacuteculo
microbiano para transformar y utilizar el con-
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154 Rev Colomb Biotecnol Vol XII No 1 Julio 2010 141-157
taminante como fuente de energiacutea en el proce-so de biorremediacioacuten
Se lograron porcentajes importantes (74-95) de descontaminacioacuten en tiempos cortosde 40 y 120 diacuteas comparados con los tiemposde 9-12 meses del trabajo realizado por Tetta-manti et al (2003) de igual forma se obtuvie-ron mayores remociones que la reportada enel trabajo de biorremediacioacuten de hidrocarburosde los sedimentos de la bahiacutea de La Habanade Nuacutentildeez et al (2005) del 48 con el cultivomixto aislado de dicha bahiacutea
Experiencias de biorremediacioacuten de sue-
los por teacutecnicas bioloacutegicas en la provincia deSanta Cruz (2002) y trabajos realizados por
Total Petroleum Hydrocarbon Criteria Wor-king Group Series ( TPHCWG 1998) en sue-los contaminados con concentraciones entre20000-55000 ppm como grasas y aceitesfueron degradados entre 2 y 3 antildeos (Brisio2005) otros estudios realizados por Huese-mann y Moore (1993) muestran que el 93de los hidrocarburos saturados y el 74 de losaromaacuteticos fue degradado en suelo arenoso deMichigan ( EEUU ) con una concentracioacuten ini-
cial de 30000 ppm TPH el estudio tambieacutenindica que la fraccioacuten polar fue resistente a ladegradacioacuten durante los 5 meses que duroacute elestudio
Las cepas aisladas e identicadas de loslodos contaminados con capacidad degradado-ra de hidrocarburos han sido reportadas en laliteratura dentro de ellas tenemos gram nega-tivas ( Pseudomonas aeruginosa Citrobacter freundii
Proteus mirabilis Proteus vulgaris Proteus penneri
Acinetobacter iwof entre otras) y gram positivas( Oerskovia species Bacillus brevis Nocardia spp Ac-
tinomyces spp y Bacillus megaterium Micrococcusspp) (Benavides et al 2006) y cepas de hongos( Aspergillus spp Trichoderma spp Fusarium spp y
Rhizopus spp ) Las pruebas de degradabilidadcompetitividad y compatibilidad realizadas aestas bacterias y hongos nos permitieron eva-luar que Pseudomonas aureuginosa y Psedomonas pu-
tida son microorganismos con alta capacidaddegradadora de TPH sin restarle importancia
a otros microorganismos (Arauacutejo et al 2005Corona et al 2004 Vintildeas 2005)
El uso de cultivos mixtos o pool bacte-riano favorece una degradacioacuten mayor con eluso de bioestimulacioacuten (Caacuterdenas 2006) sien-
do mayor el tiempo utilizado por este autor yporcentajes de remocioacuten de TPH similares a loslogrados en este trabajo
La aplicacioacuten de lodos provenientes detratamiento de aguas residuales domeacutesticas uti-
lizadas como esponjante y aporte de energiacutea auna concentracioacuten del 25 y una concentra-cioacuten inicial de TPH de 212745 ppm es una
buena opcioacuten ya que se obtuvieron remocionesde TPH de 458 5428 7403 y 8709 en 40diacuteas las diferencias estaacuten dadas seguacuten el pool demicroorganismos aplicados estos contrastancon los resultados reportados por Caacuterdenas et
al (2004) en las concentraciones de 30 de lo-dos obteniendo porcentajes menores de remo-cioacuten como 4198 y 4746 en tres meses y una
concentracioacuten inicial de 4000 ppm de TPH
Conclusiones
Con este trabajo se lograron porcenta-jes considerables de remocioacuten de TPH entreel 7403 y 8709 en 40 diacuteas y 87 94 y 95en 120 diacuteas con la aplicacioacuten de los consorcios
microbianos obtenidos y la metodologiacutea apli-cada en el proceso de biorremediacioacuten en laspruebas de campo
Se pudo evidenciar que estos residuos de-
positados en los suelos no son degradados sinla realizacioacuten de un adecuado tratamiento
El uso de microorganismos nativos re-
presenta una alternativa para reducir la conta-minacioacuten generada por residuos peligrosos y
recuperacioacuten de zonas impactadas
Agradecimientos
A la Corporacioacuten Autoacutenoma Regional
para la Defensa de la Meseta de Bucaraman-ga ( CDMB ) Al personal de los laboratorios de
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Biorremediacioacuten de lodos contaminados con aceites lubricantes usados 155
la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales( PTAR ) de Riacuteo Friacuteo (Giroacuten Santander Colom-bia) Al laboratorio de Control de Calidad de
Aguas del Acueducto Metropolitano de Buca-ramanga ( AMB ) Al programa de Bacteriologiacutea
y Laboratorio Cliacutenico de la Universidad de San-tander ( UDES ) y a los estudiantes que llevarona cabo las pruebas de campo del proceso deBiorremediacioacuten
Anexo
Microorganismos aislados en el Proyecto de Biorremediacioacuten fase I por estudiantes de la UDES
Morfologiacutea
Bacilos gram negativos Bacilos gram positivos Cocos gram positivos Hongos
Pseudomonas aeruginosa (S1)
Pseudomonas puacutetida (S2)Oerskovia species Micrococcus spp(M) Aspergillus spp(F)
Citrobacter freundii Bacillus brevis (CU) Trichoderma spp(H)
Proteus mirabilis Proteus
vulgaris Proteus penneriNocardia spp(CK) Fusarium spp
Acinetobacter iwoffi (I) Actinomyces Rhizopus spp (D)
Morganella morganni Bacillus megaterium
Alcaligenes spp
Hafnia alves
Citrobacter diversus (CT)
Enterobacter cloacae
Klebsiella oxytoca
Klebsiella ozaenae
Achromobacter species
Escherichia coli (C)
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Introduccioacuten
La inadecuada disposicioacuten nal de lodoscontaminados con residuos de aceites lubrican-tes usados ndashcompuestos por hidrocarburos to-tales de petroacuteleo ( TPH ) bifenilos policlorados( PCB ) aromaacuteticos policiacuteclicos ( HAP ) metalesy otros compuestos contaminantesndash ocasionanun deterioro en el medioambiente y la saludhumana por sus efectos canceriacutegenos toacutexicosy venenosos se consideran sustancias de difiacutecilbiodegradacioacuten y se clasican como residuospeligrosos por la reglamentacioacuten establecida en
el Convenio de Basilea (Arroyo et al 2008)
Hoy en diacutea a nivel mundial se cuenta condiversas teacutecnicas bioloacutegicas con el n de pro-porcionar alternativas de descontaminacioacutende zonas impactadas en suelo aire y agua Labiorremediacioacuten es un proceso de desconta-minacioacuten que emplea una serie de reaccionesbioquiacutemicas por una poblacioacuten o consorcios demicroorganismos inoculados en la zona con-
taminada para convertir la estructura de los
hidrocarburos en componentes menos toacutexicos
(Benavides et al 2006)
Este estudio se desarrolloacute a partir del
macroproyecto de ldquoBiorremediacioacuten de lodos
contaminados con aceites usadosrdquo realizado
por estudiantes de Bacteriologiacutea y Laboratorio
Cliacutenico de la Universidad de Santander ( UDES )
Bucaramanga A partir de muestras de lodos
contaminados con residuos de aceites usados
se realizoacute el aislamiento la identicacioacuten y el
mantenimiento de cepas nativas de bacterias y
hongos con capacidad degradadora de residuosde hidrocarburos ( TPH ) para llevar a cabo la
descontaminacioacuten de dichos residuos se reali-
zaron dos ensayos inoculando las biopilas con-
formadas por lodos provenientes de lavaderos
de carros y lodos de alcantarillado de una zona
industrial mezclados con lodos deshidratados
obtenidos a partir del tratamiento primario de
aguas residuales domeacutesticas
Abstract
Sludge contaminated with used lubricating oil waste produces a large negative environmental impact by not
being handled properly Bioremediation was thus suggested for reducing the concentration of such pollu-tants The trials were conducted at the Riacuteo Friacuteo waste water treatment plant ( WWTP ) in Giroacuten SantanderColombia Native microbial associations were evaluated and subsequently added to biopiles made up of driedsludge from waste water treatment (organic matter source) sludge from washing cars and sewage sludge fromthe industrial area of Bucaramanga in Colombia Several pilot tests were completed and several microbialstrains such as Pseudomonas spp Escherichia coli Citrobacter spp Bacillus brevis Micrococcus spp were identied andisolated as they retained their ability to degrade total petroleum hydrocarbons ( TPH ) Each pilot assembly
was inoculated with a 3x108 UFCml bacterial concentration and fungal microorganisms such as Aspergillus
spp Fusarium spp and Trichoderma spp at 1x106 sporeml concentration Parameters such as temperature pHhumidity and oxygenation were monitored frequently Two trials were completed to verify treatment patternsand results TPH concentration was analysed continuously using a linear mixed model approach in randomi-sed complete blocks This revealed signicant differences between control biopile (without microorganismconsortia) and the biopiles being tested here 94 TPH removal being obtained in 120 days and 84 TPH
in 40 days This reected the positive effect of using a consortium of microorganisms when testing the de-contamination of domestic sewage sludge industrial sludge and car wash sludge
Key words Bioremediation biopile used lubricating oil total petroleum hydrocarbons native microorga-nism
Recibido diciembre 19 de 2008 Aprobado junio 18 de 2010
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Dentro de las teacutecnicas utilizadas en elproceso de biorremediacioacuten se emplean la bio-aumentacioacuten y bioestimulacioacuten En este caso se
realizoacute la bioaumentacioacuten con la adicioacuten de so-luciones acuosas en concentraciones de 3x108
UFCml de los microorganismos nativos se-leccionados y bioestimulacioacuten con la adicioacuten
de Nitroacutegeno Foacutesforo y Potasio (presentacioacutencomercial NPK 15-15-15) ademaacutes se realizoacuteel monitoreo de los paraacutemetros abioacuteticos como
temperatura pH humedad oxigenacioacuten (vol-teo)
Materiales y meacutetodo
Aislamiento identificacioacuten ymantenimientode los microorganismos
Las muestras fueron recolectadas de dife-rentes puntos al azar tomando 500 g a una pro-fundidad no mayor de 15 cm de lodos aceitosos
provenientes de lavaderos de carros lodos desistemas de alcantarillado de zonas industria-
les de la ciudad de Bucaramanga y lodos es-tabilizados del tratamiento de aguas residuales
domeacutesticas los cuales se depositaron en bolsasplaacutesticas selladas conservadas en refrigeracioacuten
hasta su procesamiento y transportadas a loslaboratorios de la Planta de tratamiento deaguas residuales (PTAR) Riacuteo Friacuteo (Giroacuten)
Para el aislamiento se someten las mues-tras a un pre-enriquecimiento adicionando 100g de cada una de estas en 250 ml del medio
caldo baacutesico de sales (CBS) modicado ndashNaCl015 g (NH4)2SO4 03 g KH2PO4 037 g KH2-
PO4 0125 g 0125 g MgSO47H2O 0075 g
KNO3 03 g) (Narvaacuteez et al 2008) a tempe-ratura ambiente en agitacioacuten constante a una
velocidad de 140 rpm durante un periodo dedoce diacuteas
A partir del sexto diacutea hasta el diacutea doce
se tomoacute un inoacuteculo y sembroacute por agotamientoen placas de Agar MacConkey (AMck) Agar
Nutritivo (AN) Agar Cetrimide Agar Sangre(AS) y Agar Infusioacuten de Suelo 25 (se obtuvo
a partir de 500 g de lodo contaminado en 100ml de agua destilada se agitoacute y dejoacute en repo-so 24 horas posteriormente se ltroacute y con el
ltrado se trabajoacute al 25 y se adicionoacute agar-agar csp) despueacutes se incuboacute a 32 ordmC por 24-48horas en Agar Sangre ( AS ) a 32 ordmC por 24-48horas en atmoacutesfera de 3-6 de CO2 y en Agar
Saboraud a temperatura ambiente durante 5diacuteas para aislamiento de hongos
La identicacioacuten de los hongos aisladosse realizoacute basaacutendose en las caracteriacutesticas mor-
foloacutegicas de las colonias (color aspecto con-sistencia observacioacuten del anverso y reverso dela colonia y presencia o ausencia de pigmen-
tos y exudados) y la observacioacuten microscoacutepi-ca de estructuras caracteriacutesticas de los geacutenerosempleados en este estudio (presencia o no deseptos pigmentacioacuten o no las hifas y observa-cioacuten de estructuras de reproduccioacuten asexual)
La identicacioacuten de bacterias se realizoacute a par-tir de la serie bioquiacutemica (triple azuacutecar hierroagar citrato SIM uacuterea malonato motilidad
fenilalanina rojo de metilo Voges Proskauerlisina hierro agar) y sistema semiautomatizado( BBL CRYSTAL-NF y gram positivos seguacuten el
caso) y pruebas adicionales (citocromooxidasa
catalasa Indol de oxidacioacuten-fermentacioacuten OFglucosa sacarosa lactosa manitol maltosa)
Posterior a la identicacioacuten se realizaron re-piques en medio modicado (con aceite lubri-cante usado al 10) y se sembraron en mediosimple con glicerol para su conservacioacuten (refri-
geracioacuten 4 degC y congelacioacuten -20 ordmC)
Preparacioacuten del inoacuteculo
Posterior a la identicacioacuten de los micro-organismos se realizaron pruebas de degra-
dabilidad y compatibilidad Para la prueba dedegradabilidad (cualitativa) se empleoacute un mediode cultivo liacutequido modicado a diferentes con-centraciones de aceites quemados (10 15 25 y
50) para vericar la remocioacuten de hidrocarbu-ros controlando visualmente cada cuatro horasla presencia o disminucioacuten de la capa de aceite
en la supercie del medio debida al consumode las grasas por parte de los microorganismos
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con la formacioacuten de micelas (comunicacioacutenpersonal Nieto L ICP 2005)
Las pruebas de competitividad o com-patibilidad se realizaron en agar modicadoconfrontando todos los microorganismos ensiembra masiva hasta la mitad de la caja conuna cepa A e incubada a 37 ordmC por 24 horasposterior a este tiempo en la mitad no sem-brada se realizoacute la siembra mediante una estriacuteaperpendicular con otra cepa B que fue incu-bada nuevamente durante 24 horas a 37 ordmC deacuerdo con estos resultados se determinaronlos microorganismos compatibles (Garzoacuten et
al 2001)
El medio utilizado para la aplicacioacuten del pool bacteriano a cada biopila se preparoacute a par-tir de 2 litros de agua melaza al 5 sales mi-nerales 01 extracto de levadura 05 conuna concentracioacuten bacteriana de 3x108 ufcmlcomparada con la escala de MacFarland con-rmada por la teacutecnica de recuento por vertidoen placa tomando un volumen de 1 ml de unadilucioacuten (de 101 hasta 108 ) en una caja de Petriesteacuteril a la cual se le adicionoacute medio de cultivofundido (Plate Count) previamente enfriadoa una temperatura de 40 ordmC mezclado e incu-bado de 35-37 ordmC por 24 horas la inoculacioacuten
de los hongos ( Aspergillus spp Trichoderma spp Fusarium spp ) se realizoacute los diacuteas 15-45-60-75 laconcentracioacuten oacuteptima fue de 1x 106 esporasml el cual se obtuvo al inocular los microor-ganismos fuacutengicos en medio liacutequido (CaldoMalta) incubados a temperatura ambiente porcinco diacuteas
Construccioacuten de biopilas
En el primer ensayo se trabajoacute con cincobiopilas para las pruebas de campo gura 1 Enel segundo ensayo se trabajaron ocho biopilasen la gura 2 se observa cada biopila construidacon una inclinacioacuten de 15deg un aacuterea de 1 m2 conun peso de 50 kg y polisombra para la protec-cioacuten contra los rayos solares adicionalmente sedispuso un tubo en el centro con agujeros parafacilitar la recoleccioacuten de lixiviados La tabla 1muestra el primer grupo conformado por cin-co biopilas el tratamiento de eacutestas se planteoacutepara 40 diacuteas cada una de ellas conformada poruna mezcla de lodo deshidratado provenientede tratamiento de aguas residuales domeacutesticasy lodo proveniente de lavaderos de carros Lasinoculaciones de los pool bacterianos se reali-zaron los diacuteas 1-10-20 y 30 con los siguientes
microorganismos
Figura 1 Montaje de las pruebas de campo del ensayo con cinco biopilas lodo lavaderode carros y lodo deshidratado Fuente las autoras
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Biorremediacioacuten de lodos contaminados con aceites lubricantes usados 145
Tabla 1 Conformacioacuten de cada biopila del tratamiento 1 Proporcioacuten de 41 de lodo contaminado
lodo deshidratado Concentracioacuten inicial en cada biopila 212745 ppm de TPH
Biopila Microorganismos
No 1 Testigo
No 2
Acinetobacter spp (I )
Bacillus spp ( A)
Micrococcus spp (M)
Aspergillus niacuteger ( G )
No 3
Citrobacter spp ( E)
Acinetobacter spp ( I )
Nocardia spp ( CK)
Trichoderma spp (H))
No 4 Acinetobacter spp ( I )Pseudomonas aureuginosa (S1 Pseudomonas spp (S2)
Trichoderma spp (H)
No 5
Pseudomonas aureuginosa (S1) Pseudomonas spp (S2)
Citrobacter spp ( E)
Trichoderma spp ( H)
Fuente las autoras
El segundo grupo estuvo conformadopor 8 biopilas constituidas por lodo deshi-
dratado (proveniente de tratamiento primariode aguas residuales domeacutesticas) usadas como
aporte de materia orgaacutenica y lodo contamina-do con aceites lubricantes usados provenien-
tes del sistema de alcantarillado de la zonaindustrial
Figura 2 Disposicioacuten de las 8 biopilas para el trabajo de campo
Fuente las autoras
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146 Rev Colomb Biotecnol Vol XII No 1 Julio 2010 141-157
Tabla 2 Grupo de 8 biopilas se aplicoacute bioaumentacioacuten los diacuteas 1-30-60-90 Tiempo total 120 diacuteas
Biopila Microorganismo - coacutedigo Relacioacuten lodos TPH ppm
No 1
Acinetobacter spp (I)
Micrococcus spp ( M )
E coli ( C)
Bacillus spp (CU)
Rhizopus spp ( D)
14 una parte lodo alcantarillado zona
industrial-4 partes lodo deshidratado PTAR20600
No 2
Acinetobacter spp (I)
Citrobacter spp (CT)
Nocardia spp (CK)
Rhizopus spp ( D)
14 una parte lodo alcantarillado
industrial-4 partes lodo deshidratado PTAR20600
No 3
Pseudomona aureuginosa (S1)Pseudomonas putida (S2)
Aspergillus spp (F)
Trichoderma spp (H) )
14 una parte lodo alcantarillado zona
industrial-4 partes lodo deshidratado PTAR20600
No 4
Acinetobacter spp ( I)
Bacillus spp ( CU)
Micrococcus spp (M)
Pseudomonas putida (S2)
Trichoderma spp ( H)
14 una parte lodo alcantarillado zona
industrial-4 partes lodo deshidratado PTAR20600
No 5
Pseudomonas aureuginosa (S1)
E coli ( C)
Nocardia spp (CK)
Trichoderma spp) (H)
11 partes de lodo alcantarillado zona
industrial y lodo deshidratado de la PTAR 30150
No 6
Pseudomonas putida (S2)
Acinetobacter spp ( I )
Micrococcus spp ( M )
Trichoderma spp ( H)
11 partes de lodo alcantarillado zona
industrial y lodo deshidratado de la PTAR30150
No 7
Pseudomonas aureuginosa ( S1)
Bacillus spp (CU)
Micrococcus spp (M )
Rhizopus spp) ( D)
41 partes de lodo de zona industrial y
una parte de lodo deshidratado PTAR39660
No 8 Acinetobacter spp ( I )
Pseudomonas putida ( S2)
Nocardia spp (CK)
Trichoderma spp (H)
41 partes de lodo de zona industrial y
una parte de lodo deshidratado PTAR
39660
Fuente las autoras
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Biorremediacioacuten de lodos contaminados con aceites lubricantes usados 147
A los dos grupos se les monitorearon pa-raacutemetros como temperatura y humedad diaria-mente por la prueba del puntildeo y en laboratorio
por teacutecnica gravimeacutetrica cada ocho diacuteas paramantener un nivel cercano entre 60-70 en
caso necesario se adicionoacute agua corriente pHcada 10 diacuteas con el uso del potencioacutemetro re-
cuento de microorganismos viables antes y 72horas posteriores a la adicioacuten de los inoacuteculos
bacterianos adicioacuten de nutrientes NPK (15-15-15 ) 100 g disueltos en agua en los diacuteas 8-16-24del montaje y aireacioacuten (por volteos manuales)
durante la aplicacioacuten de los microorganismos
Anaacutelisis fiacutesico-quiacutemico
Las determinaciones de TPH se realizaronpor extraccioacuten soxhlet por 72 horas concentra-
cioacuten y determinacioacuten por gravimetriacutea (5520 D)determinacioacuten de grasas y aceites por extraccioacuten
soxhlet ( ISOTR 11046) y plomo por absorcioacutenatoacutemica pre durante y postratamiento en los la-
boratorios certicados (Laboratorio de ConsultasIndustriales de la Universidad Industrial de San-tander Laboratorio de Quiacutemica de la Universidad
de Santander Laboratorio de Control de Calidad
del Acueducto Metropolitano de Bucaramanga yLaboratorio de la PTAR - Riacuteo Friacuteo)
Anaacutelisis estadiacutestico
En los dos ensayos se analizoacute la variable
continua TPH en ppm mediante el meacutetodo demodelos mixtos lineales en bloques aleatorios
completos (Littell et al 2006) donde el efecto
de bloque es dado por el tiempo y se considera
un efecto aleatorio y el factor experimental por
evaluar es el tipo de tratamiento y se considera
un efecto jo En el primer ensayo se realizaron
contrastes seleccionados entre la biopila 1 y las
biopilas 2 3 4 y 5 (Littell et al 2006)
Resultados
Se aislaron 22 microorganismos de im-
portancia en procesos de biorremediacioacuten
en la fase 1 del proyecto dentro de los que se
encuentran gram positivos gram negativos y
hongos (ver Anexo) los que posteriormente
se utilizaron para la conformacioacuten de consor-
cios y la aplicacioacuten en las diferentes biopilas
para llevar a cabo el proceso de descontami-
nacioacuten de los TPH presentes en los lodos con-
taminados
La variacioacuten del pH y la temperatura a tra- veacutes del proceso se observan en la tabla 3
Tabla 3 Lecturas promedio de pH y temperatura en cada una de las biopilas durante 30 diacuteas en el
primer ensayo con 5 biopilas
Fecha
Biopila 1 Biopila 2 Biopila 3 Biopila 4 Biopila 5
pHTempe-
ratura ordmCpH
Tempe-
ratura ordmCpH
Tempe-
ratura ordmCpH
Tempe-
ratura ordmCpH
Tempe-
ratura ordmC
Diciembre
26 0579 22 62 23 73 23 64 23 72 23
Enero 3
2006
80 24 69 23 73 23 65 23 73 23
Enero 10
200681 26 73 25 75 26 67 26 76 23
Enero 17
200682 26 71 25 73 26 67 26 75 24
Enero 262006
82 26 69 23 74 25 64 25 76 26
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En el primer ensayo se evaluoacute el efecto de5 diferentes tratamientos para la degradacioacutende residuos contaminantes en lodos provenien-tes de lavaderos de carros en la respuesta deter-minada por la concentracioacuten de TPH en ppm
en un periodo experimental de 40 diacuteas con ob-servaciones tomadas a los diacuteas 0 15 30 y 40En la tabla 4 se observan las concentracionesiniciales y nales de TPH y los porcentajes deremocioacuten de TPH en cada biopila
Tabla 4 Porcentaje de remocioacuten de TPH por el meacutetodo de extraccioacuten Soxhlet en 72 horas para
determinar efecto de los microorganismos inoculados en cada una de las biopilas
Nordm Biopila Inoacuteculos
Concentracioacuten
inicial TPH
(ppm)
Concentracioacuten
final TPH
(ppm))
Remocioacuten
Tiempo de
Remocioacuten
(diacuteas)
1 (control
negativo)Sin inoacuteculo 212745
197853
197838
197837
69
70
70
15
30
40
2
Bacterias
A I M
Hongo G
212745
1595588
1294804
1152301
249
391
458
15
30
40
3
Bacterias
E I CK
Hongo H
212745
1416862
11899015
972512
334
441
5428
15
30
40
4
Bacterias
S1 S2 I
Hongo H
212745
1219019
598939
274528
42
718
8709
15
30
40
5BacteriasS1 S2
Hongo H
21274514104977225
552311
337637
7403
1530
40
La concentracioacuten de plomo pretratamien-to en el lodo contaminado fue 90 mgl
Los resultados obtenidos de la determi-nacioacuten de Pb a los 40 diacuteas postratamiento porel meacutetodo de absorcioacuten atoacutemica se reportan enla tabla 5
Tabla 5 Resultados de plomo (Pb)Postratamiento Meacutetodo de absorcioacuten atoacutemica
BiopilaPb
mgl
1 70
2 90
3 80
5 60
En la graacuteca 1 se observa la variacioacuten delas concentraciones de TPH en ppm a traveacutesdel tiempo en las 5 biopilas Todas las biopilaspartieron de la misma concentracioacuten de TPH labiopila control presentoacute una disminucioacuten miacuteni-ma de TPH mientras que las biopilas 2 3 4 y5 presentaron una disminucioacuten aparentemente
signicativa en los 40 diacuteas del experimentoPara determinar la existencia de diferen-
cias estadiacutesticamente signicativas entre lostratamientos se ajustoacute un modelo lineal mixtoa los datos (tabla 6) La prueba de signican-cia del modelo presentada en la tabla 7 reveladiferencias signicativas entre los tratamientosEn la tabla 8 se observan los contrastes selec-cionados comparando la biopila control con las
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Biorremediacioacuten de lodos contaminados con aceites lubricantes usados 149
biopilas 2 3 4 y 5 Los contrastes muestranevidencias de diferencias signicativas al ni-
vel de signicancia 005 entre la biopila con-
trol y la biopila 2 y al nivel de signicancia001 entre la biopila control y las biopilas 34 y 5
Graacutefca 1 Variacioacuten de las concentraciones de TPH en cuarenta diacuteas
Tabla 6 Estimados y errores estaacutendar de los paraacutemetros del modelo lineal mixto utilizado para el
anaacutelisis de bloques aleatorios completos del ensayo en el cual se evaluoacute el efecto de 5 diferentes
tratamientos para la degradacioacuten de lodos provenientes de lavaderos de carros en la respuesta
determinada por la concentracioacuten de TPH en ppm en un periodo experimental de 40 diacuteas conobservaciones tomadas a los diacuteas 0 15 30 y 40
Efectos fijos
Paraacutemetro Estimado Error Standard p-valor
Intercepto 12156 283693 00234
Biopila 1 800057 20711 00023
Biopila 2 326911 20711 01404
Biopila 3 211056 20711 03283
Biopila 4 -160641 20711 0453
Efectos aleatorios
Tiempo 0 630534 266517
Tiempo 15 68051 266517
Tiempo 30 -264993 266517
Tiempo 40 -433593 266517
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150 Rev Colomb Biotecnol Vol XII No 1 Julio 2010 141-157
Tabla 7 Significancia de los efectos fijos del tratamiento del modelo lineal mixto utilizado
para el anaacutelisis de bloques aleatorios completos del ensayo en el cual se evaluoacute el efecto
de 5 diferentes tratamientos para la degradacioacuten de lodos provenientes de lavaderos de carros
en la respuesta determinada por la concentracioacuten de TPH en ppm en un periodo experimental
de 40 diacuteas con observaciones tomadas a los diacuteas 0 15 30 y 40
Efecto GL num GL Den Valor F p-valor
Tratamiento 4 12 63 00057
Tabla 8 Contrastes entre la biopila control negativo y las biopilas 2 3 4 y 5 al final del periodo
experimental para las pruebas en las cuales se evaluacutea el efecto de 5 diferentes tratamientos
para la degradacioacuten de lodos provenientes de lavaderos de carros en la respuesta determinada
por la concentracioacuten de TPH en ppm en un periodo experimental de 40 diacuteas
con observaciones tomadas a los diacuteas 0 15 30 y 40
Contraste GL Num GL Den Valor F p-valor
Biopila 1 vs Biopila 2 1 12 522 00413
Biopila 1 vs Biopila 3 1 12 809 00148
Biopila 1 vs Biopila 4 1 12 2152 00006
Biopila 1 vs Biopila 5 1 12 1492 00023
El anaacutelisis de la signicancia de los efec-
tos jos del modelo revela que al menos uno
de los paraacutemetros del modelo mixto lineal es
signicativo
La tabla de contrastes revela diferencias sig-
nicativas entre la biopila control y las biopilas 3
4 y 5 a los niveles de signicancia α=005 y entre
la biopila control y las biopilas 4 y 5 al nivel de
signicancia α=001 demostrando que el trata-
miento realizado y la aplicacioacuten de cultivo mixto
de microorganismos fue eciente en la desconta-
minacioacuten de los lodos con residuos de TPH
En el segundo ensayo se evaluoacute el efec-to de 8 diferentes tratamientos para la degra-
dacioacuten de lodos contaminados con TPH del
sistema de alcantarillado de la zona industrial
de Bucaramanga mediante la concentracioacuten de
TPH en ppm (partes por milloacuten) en un perio-
do experimental de 120 diacuteas con observaciones
tomadas a los diacuteas 0 y 120 En la tabla 9 se
presentan los tratamientos bajo investigacioacuten y
los porcentajes de remocioacuten de TPH de cada
tratamiento al nal de un periodo experimental
de 120 diacuteas
La graacuteca 2 muestra el cambio en la con-
centracioacuten de TPH en ppm en un periodo de
120 diacuteas Todas las biopilas bajo estudio presen-
taron una disminucioacuten en la concentracioacuten de
TPH en el periodo experimental observaacutendose
mayor concentracioacuten en las biopilas 7 y 8
A los datos del segundo ensayo se les ajus-
toacute un modelo mixto lineal los estimados y los
errores estaacutendar El modelo reveloacute que no hay
diferencias signicativas entre los estimados delos efectos y este hallazgo y se conrmoacute en la
prueba general del modelo que se presentoacute en
la tabla 9 La conclusioacuten para este experimento
es que no hay efecto de las diferentes biopilas
en la concentracioacuten de TPH en ppm conside-
rando como efectos aleatorios las dos medicio-
nes de tiempo a los 0 y 120 diacuteas de periodo
experimental
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Biorremediacioacuten de lodos contaminados con aceites lubricantes usados 151
Tabla 9 Porcentaje de remocioacuten de TPH por el meacutetodo de extraccioacuten Soxhlet por 72 horas
concentracioacuten y determinacioacuten gravimeacutetrica para determinar la eficacia de remocioacuten
de los microorganismos inoculados en cada una de las biopilas en un periodo de 120 diacuteas
Nordm
BiopilasInoacuteculos
Proporcioacuten
Lodo contaminado
lodo
deshidratado
Concentracioacuten
inicial TPH
(ppm)
Concentracioacuten
final TPH (ppm)
Remocioacuten
1
Bacterias
I M C CU
Hongos D
14 20600 10600 48
2
Bacterias
I CT CK
Hongos H
14 20600 890 95
3Bacterias S1 S2
Hongos F H14 20600 980 95
4
Bacterias
I CU M S2
Hongos H
14 20600 1080 94
5Bacterias S1 C CK
Hongos H11 30150 1940 93
6Bacterias S2 I M
Hongos D11 30150 2870 90
7Bacterias S1 CU M
Hongos D41 396607 7630 80
8
Bacterias
I S1 CK
Hongos H
41 396605 5110 87
Graacutefca 2 Concentracioacuten de TPH en un periodo de 120 diacuteas
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152 Rev Colomb Biotecnol Vol XII No 1 Julio 2010 141-157
Tabla 10 Estimados y errores estaacutendar de los paraacutemetros del modelo lineal mixto utilizado para el
anaacutelisis de bloques aleatorios completos del experimento en el cual se evaluoacute el efecto de 8 diferentes
tratamientos para la degradacioacuten de lodos provenientes del sistema de alcantarillado de la ciudad en la
respuesta determinada por la concentracioacuten de TPH en ppm en un periodo experimental de 120 diacuteas
con observaciones tomadas a los diacuteas 0 y 120
Efectos fijos
Efecto Estimado Error estaacutendar Pr gt |t|
Intercepto 22385 12518 03246
Biopila 1 -6785 571826 02741
Biopila 2 -11640 571826 00812
Biopila 3 -11595 571826 00822
Biopila 4 -11545 571826 00833
Biopila 5 -6340 571826 03042
Biopila 6 -5875 571826 03384
Biopila 7 1260 571826 08319
Efectos aleatorios
Estimado Error estaacutendar
11761 11931
Tiempo 1 -11761 11931
Tabla 11 Significancia de los efectos fijos del tratamiento del modelo lineal mixto utilizado para el
anaacutelisis de bloques aleatorios completos del experimento en el cual se evaluoacute el efecto de 8 diferentes
tratamientos para la degradacioacuten de lodos provenientes del sistema de alcantarillado de la ciudad en la
respuesta determinada por la concentracioacuten de TPH en ppm en un periodo experimental de 120 diacuteas
con observaciones tomadas a los diacuteas 0 y 120
Efecto GL Num GL Den Valor de F p-valor
Tratamiento 7 7 158 02806
El anaacutelisis muestra que no hay efecto delas diferentes biopilas en la concentracioacuten de
TPH en ppm considerando como efectos alea-torios las dos mediciones de tiempo a los 0 y120 diacuteas de periodo experimental
La concentracioacuten inicial de plomo en ellodo contaminado fue de 1222 mgl y en loslodos postratamiento 8895 mgl La determi-nacioacuten de la demanda quiacutemica de oxiacutegeno y la
concentracioacuten de plomo de los lixiviados pro-ducidos durante el tratamiento de cada biopila
es necesaria para llevar a cabo una adecuada eli-
minacioacuten En la tabla 12 se observan los datos
de la DQO rerieacutendose a menos de 2000 mg
Lt Los niveles bajos de DQO sentildealan que los
contaminantes presentes en la mezclas fueron
degradados oacuteptimamente por los microorganis-
mos inoculados En las biopilas 2 6 y 7 donde
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Biorremediacioacuten de lodos contaminados con aceites lubricantes usados 153
se observan resultados de maacutes de 1000 mgLtaunque no es una concentracioacuten considerableindica que hay presencia de contaminantes queposiblemente fueron arrastrados por lixivia-cioacuten En la tabla 13 se observan las concentra-ciones de plomo resultantes en algunos casosson altas por lo que debe ser planeado un pos-terior tratamiento de estos lixiviados
Tabla 12 Concentraciones de DQO
por espectrofotometriacutea de los lixiviados
postratamiento del segundo ensayo
con 8 biopilas
Biopila NdegDQO
mglt
1 523
2 1074
3 382
4 234
5 514
6 1077
7 1222
8 533
Tabla 13 Determinacioacuten de plomo por la
teacutecnica de absorcioacuten atoacutemica de los lixiviados
postratamiento
Biopila NdegPlomo
mgl
1 1508
2 1103
3 1895
4 1167
5 2538
6 972
7 2823
8 17107
Tabla 14 Determinacioacuten de grasas y aceites
postratamiento por el meacutetodo gravimeacutetrico
por extraccioacuten Soxhlet
BiopilaGrasas y aceites
mgl
1 300
2 6766
3 3733
4 1896
5 2563
6 11913
7 15075
8 2650
Discusioacuten
Estudios realizados para el Instituto del
Petroacuteleo de Norteameacuterica ( API ) (Brisio 2005)
sobre tratamiento de suelos contaminados con
residuos de petroacuteleo demuestran que el 70-
90 es removido en diferentes tiempos conconcentraciones entre 10000 a 50000 ppm las
concentraciones de este estudio se encontraron
entre 19000 y 39000 ppm logrando remocio-
nes similares entre (74 al 95) en los dos ensa-
yos en 40 y 120 diacuteas
La fase experimental de los trabajos de
biorremediacioacuten de suelos contaminados con
aceites lubricantes usados (residuo peligroso)
y la evaluacioacuten de consorcios microbianos con
capacidad degradadora de residuos de hidro-
carburos y su aplicacioacuten muestran la alta simi-litud que presentan en tiempo y porcentajes de
remocioacuten en los dos grupos de biopilas tenien-
do en cuenta los microorganismos inoculados
y las proporciones de lodos donde se compara
con los resultados obtenidos por otros auto-
res (Benavides et al 2006 Corona et al 2004)
demostrando la gran importancia del inoacuteculo
microbiano para transformar y utilizar el con-
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taminante como fuente de energiacutea en el proce-so de biorremediacioacuten
Se lograron porcentajes importantes (74-95) de descontaminacioacuten en tiempos cortosde 40 y 120 diacuteas comparados con los tiemposde 9-12 meses del trabajo realizado por Tetta-manti et al (2003) de igual forma se obtuvie-ron mayores remociones que la reportada enel trabajo de biorremediacioacuten de hidrocarburosde los sedimentos de la bahiacutea de La Habanade Nuacutentildeez et al (2005) del 48 con el cultivomixto aislado de dicha bahiacutea
Experiencias de biorremediacioacuten de sue-
los por teacutecnicas bioloacutegicas en la provincia deSanta Cruz (2002) y trabajos realizados por
Total Petroleum Hydrocarbon Criteria Wor-king Group Series ( TPHCWG 1998) en sue-los contaminados con concentraciones entre20000-55000 ppm como grasas y aceitesfueron degradados entre 2 y 3 antildeos (Brisio2005) otros estudios realizados por Huese-mann y Moore (1993) muestran que el 93de los hidrocarburos saturados y el 74 de losaromaacuteticos fue degradado en suelo arenoso deMichigan ( EEUU ) con una concentracioacuten ini-
cial de 30000 ppm TPH el estudio tambieacutenindica que la fraccioacuten polar fue resistente a ladegradacioacuten durante los 5 meses que duroacute elestudio
Las cepas aisladas e identicadas de loslodos contaminados con capacidad degradado-ra de hidrocarburos han sido reportadas en laliteratura dentro de ellas tenemos gram nega-tivas ( Pseudomonas aeruginosa Citrobacter freundii
Proteus mirabilis Proteus vulgaris Proteus penneri
Acinetobacter iwof entre otras) y gram positivas( Oerskovia species Bacillus brevis Nocardia spp Ac-
tinomyces spp y Bacillus megaterium Micrococcusspp) (Benavides et al 2006) y cepas de hongos( Aspergillus spp Trichoderma spp Fusarium spp y
Rhizopus spp ) Las pruebas de degradabilidadcompetitividad y compatibilidad realizadas aestas bacterias y hongos nos permitieron eva-luar que Pseudomonas aureuginosa y Psedomonas pu-
tida son microorganismos con alta capacidaddegradadora de TPH sin restarle importancia
a otros microorganismos (Arauacutejo et al 2005Corona et al 2004 Vintildeas 2005)
El uso de cultivos mixtos o pool bacte-riano favorece una degradacioacuten mayor con eluso de bioestimulacioacuten (Caacuterdenas 2006) sien-
do mayor el tiempo utilizado por este autor yporcentajes de remocioacuten de TPH similares a loslogrados en este trabajo
La aplicacioacuten de lodos provenientes detratamiento de aguas residuales domeacutesticas uti-
lizadas como esponjante y aporte de energiacutea auna concentracioacuten del 25 y una concentra-cioacuten inicial de TPH de 212745 ppm es una
buena opcioacuten ya que se obtuvieron remocionesde TPH de 458 5428 7403 y 8709 en 40diacuteas las diferencias estaacuten dadas seguacuten el pool demicroorganismos aplicados estos contrastancon los resultados reportados por Caacuterdenas et
al (2004) en las concentraciones de 30 de lo-dos obteniendo porcentajes menores de remo-cioacuten como 4198 y 4746 en tres meses y una
concentracioacuten inicial de 4000 ppm de TPH
Conclusiones
Con este trabajo se lograron porcenta-jes considerables de remocioacuten de TPH entreel 7403 y 8709 en 40 diacuteas y 87 94 y 95en 120 diacuteas con la aplicacioacuten de los consorcios
microbianos obtenidos y la metodologiacutea apli-cada en el proceso de biorremediacioacuten en laspruebas de campo
Se pudo evidenciar que estos residuos de-
positados en los suelos no son degradados sinla realizacioacuten de un adecuado tratamiento
El uso de microorganismos nativos re-
presenta una alternativa para reducir la conta-minacioacuten generada por residuos peligrosos y
recuperacioacuten de zonas impactadas
Agradecimientos
A la Corporacioacuten Autoacutenoma Regional
para la Defensa de la Meseta de Bucaraman-ga ( CDMB ) Al personal de los laboratorios de
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Biorremediacioacuten de lodos contaminados con aceites lubricantes usados 155
la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales( PTAR ) de Riacuteo Friacuteo (Giroacuten Santander Colom-bia) Al laboratorio de Control de Calidad de
Aguas del Acueducto Metropolitano de Buca-ramanga ( AMB ) Al programa de Bacteriologiacutea
y Laboratorio Cliacutenico de la Universidad de San-tander ( UDES ) y a los estudiantes que llevarona cabo las pruebas de campo del proceso deBiorremediacioacuten
Anexo
Microorganismos aislados en el Proyecto de Biorremediacioacuten fase I por estudiantes de la UDES
Morfologiacutea
Bacilos gram negativos Bacilos gram positivos Cocos gram positivos Hongos
Pseudomonas aeruginosa (S1)
Pseudomonas puacutetida (S2)Oerskovia species Micrococcus spp(M) Aspergillus spp(F)
Citrobacter freundii Bacillus brevis (CU) Trichoderma spp(H)
Proteus mirabilis Proteus
vulgaris Proteus penneriNocardia spp(CK) Fusarium spp
Acinetobacter iwoffi (I) Actinomyces Rhizopus spp (D)
Morganella morganni Bacillus megaterium
Alcaligenes spp
Hafnia alves
Citrobacter diversus (CT)
Enterobacter cloacae
Klebsiella oxytoca
Klebsiella ozaenae
Achromobacter species
Escherichia coli (C)
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Biorremediacioacuten de lodos contaminados con aceites lubricantes usados 143
Dentro de las teacutecnicas utilizadas en elproceso de biorremediacioacuten se emplean la bio-aumentacioacuten y bioestimulacioacuten En este caso se
realizoacute la bioaumentacioacuten con la adicioacuten de so-luciones acuosas en concentraciones de 3x108
UFCml de los microorganismos nativos se-leccionados y bioestimulacioacuten con la adicioacuten
de Nitroacutegeno Foacutesforo y Potasio (presentacioacutencomercial NPK 15-15-15) ademaacutes se realizoacuteel monitoreo de los paraacutemetros abioacuteticos como
temperatura pH humedad oxigenacioacuten (vol-teo)
Materiales y meacutetodo
Aislamiento identificacioacuten ymantenimientode los microorganismos
Las muestras fueron recolectadas de dife-rentes puntos al azar tomando 500 g a una pro-fundidad no mayor de 15 cm de lodos aceitosos
provenientes de lavaderos de carros lodos desistemas de alcantarillado de zonas industria-
les de la ciudad de Bucaramanga y lodos es-tabilizados del tratamiento de aguas residuales
domeacutesticas los cuales se depositaron en bolsasplaacutesticas selladas conservadas en refrigeracioacuten
hasta su procesamiento y transportadas a loslaboratorios de la Planta de tratamiento deaguas residuales (PTAR) Riacuteo Friacuteo (Giroacuten)
Para el aislamiento se someten las mues-tras a un pre-enriquecimiento adicionando 100g de cada una de estas en 250 ml del medio
caldo baacutesico de sales (CBS) modicado ndashNaCl015 g (NH4)2SO4 03 g KH2PO4 037 g KH2-
PO4 0125 g 0125 g MgSO47H2O 0075 g
KNO3 03 g) (Narvaacuteez et al 2008) a tempe-ratura ambiente en agitacioacuten constante a una
velocidad de 140 rpm durante un periodo dedoce diacuteas
A partir del sexto diacutea hasta el diacutea doce
se tomoacute un inoacuteculo y sembroacute por agotamientoen placas de Agar MacConkey (AMck) Agar
Nutritivo (AN) Agar Cetrimide Agar Sangre(AS) y Agar Infusioacuten de Suelo 25 (se obtuvo
a partir de 500 g de lodo contaminado en 100ml de agua destilada se agitoacute y dejoacute en repo-so 24 horas posteriormente se ltroacute y con el
ltrado se trabajoacute al 25 y se adicionoacute agar-agar csp) despueacutes se incuboacute a 32 ordmC por 24-48horas en Agar Sangre ( AS ) a 32 ordmC por 24-48horas en atmoacutesfera de 3-6 de CO2 y en Agar
Saboraud a temperatura ambiente durante 5diacuteas para aislamiento de hongos
La identicacioacuten de los hongos aisladosse realizoacute basaacutendose en las caracteriacutesticas mor-
foloacutegicas de las colonias (color aspecto con-sistencia observacioacuten del anverso y reverso dela colonia y presencia o ausencia de pigmen-
tos y exudados) y la observacioacuten microscoacutepi-ca de estructuras caracteriacutesticas de los geacutenerosempleados en este estudio (presencia o no deseptos pigmentacioacuten o no las hifas y observa-cioacuten de estructuras de reproduccioacuten asexual)
La identicacioacuten de bacterias se realizoacute a par-tir de la serie bioquiacutemica (triple azuacutecar hierroagar citrato SIM uacuterea malonato motilidad
fenilalanina rojo de metilo Voges Proskauerlisina hierro agar) y sistema semiautomatizado( BBL CRYSTAL-NF y gram positivos seguacuten el
caso) y pruebas adicionales (citocromooxidasa
catalasa Indol de oxidacioacuten-fermentacioacuten OFglucosa sacarosa lactosa manitol maltosa)
Posterior a la identicacioacuten se realizaron re-piques en medio modicado (con aceite lubri-cante usado al 10) y se sembraron en mediosimple con glicerol para su conservacioacuten (refri-
geracioacuten 4 degC y congelacioacuten -20 ordmC)
Preparacioacuten del inoacuteculo
Posterior a la identicacioacuten de los micro-organismos se realizaron pruebas de degra-
dabilidad y compatibilidad Para la prueba dedegradabilidad (cualitativa) se empleoacute un mediode cultivo liacutequido modicado a diferentes con-centraciones de aceites quemados (10 15 25 y
50) para vericar la remocioacuten de hidrocarbu-ros controlando visualmente cada cuatro horasla presencia o disminucioacuten de la capa de aceite
en la supercie del medio debida al consumode las grasas por parte de los microorganismos
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con la formacioacuten de micelas (comunicacioacutenpersonal Nieto L ICP 2005)
Las pruebas de competitividad o com-patibilidad se realizaron en agar modicadoconfrontando todos los microorganismos ensiembra masiva hasta la mitad de la caja conuna cepa A e incubada a 37 ordmC por 24 horasposterior a este tiempo en la mitad no sem-brada se realizoacute la siembra mediante una estriacuteaperpendicular con otra cepa B que fue incu-bada nuevamente durante 24 horas a 37 ordmC deacuerdo con estos resultados se determinaronlos microorganismos compatibles (Garzoacuten et
al 2001)
El medio utilizado para la aplicacioacuten del pool bacteriano a cada biopila se preparoacute a par-tir de 2 litros de agua melaza al 5 sales mi-nerales 01 extracto de levadura 05 conuna concentracioacuten bacteriana de 3x108 ufcmlcomparada con la escala de MacFarland con-rmada por la teacutecnica de recuento por vertidoen placa tomando un volumen de 1 ml de unadilucioacuten (de 101 hasta 108 ) en una caja de Petriesteacuteril a la cual se le adicionoacute medio de cultivofundido (Plate Count) previamente enfriadoa una temperatura de 40 ordmC mezclado e incu-bado de 35-37 ordmC por 24 horas la inoculacioacuten
de los hongos ( Aspergillus spp Trichoderma spp Fusarium spp ) se realizoacute los diacuteas 15-45-60-75 laconcentracioacuten oacuteptima fue de 1x 106 esporasml el cual se obtuvo al inocular los microor-ganismos fuacutengicos en medio liacutequido (CaldoMalta) incubados a temperatura ambiente porcinco diacuteas
Construccioacuten de biopilas
En el primer ensayo se trabajoacute con cincobiopilas para las pruebas de campo gura 1 Enel segundo ensayo se trabajaron ocho biopilasen la gura 2 se observa cada biopila construidacon una inclinacioacuten de 15deg un aacuterea de 1 m2 conun peso de 50 kg y polisombra para la protec-cioacuten contra los rayos solares adicionalmente sedispuso un tubo en el centro con agujeros parafacilitar la recoleccioacuten de lixiviados La tabla 1muestra el primer grupo conformado por cin-co biopilas el tratamiento de eacutestas se planteoacutepara 40 diacuteas cada una de ellas conformada poruna mezcla de lodo deshidratado provenientede tratamiento de aguas residuales domeacutesticasy lodo proveniente de lavaderos de carros Lasinoculaciones de los pool bacterianos se reali-zaron los diacuteas 1-10-20 y 30 con los siguientes
microorganismos
Figura 1 Montaje de las pruebas de campo del ensayo con cinco biopilas lodo lavaderode carros y lodo deshidratado Fuente las autoras
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Tabla 1 Conformacioacuten de cada biopila del tratamiento 1 Proporcioacuten de 41 de lodo contaminado
lodo deshidratado Concentracioacuten inicial en cada biopila 212745 ppm de TPH
Biopila Microorganismos
No 1 Testigo
No 2
Acinetobacter spp (I )
Bacillus spp ( A)
Micrococcus spp (M)
Aspergillus niacuteger ( G )
No 3
Citrobacter spp ( E)
Acinetobacter spp ( I )
Nocardia spp ( CK)
Trichoderma spp (H))
No 4 Acinetobacter spp ( I )Pseudomonas aureuginosa (S1 Pseudomonas spp (S2)
Trichoderma spp (H)
No 5
Pseudomonas aureuginosa (S1) Pseudomonas spp (S2)
Citrobacter spp ( E)
Trichoderma spp ( H)
Fuente las autoras
El segundo grupo estuvo conformadopor 8 biopilas constituidas por lodo deshi-
dratado (proveniente de tratamiento primariode aguas residuales domeacutesticas) usadas como
aporte de materia orgaacutenica y lodo contamina-do con aceites lubricantes usados provenien-
tes del sistema de alcantarillado de la zonaindustrial
Figura 2 Disposicioacuten de las 8 biopilas para el trabajo de campo
Fuente las autoras
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Tabla 2 Grupo de 8 biopilas se aplicoacute bioaumentacioacuten los diacuteas 1-30-60-90 Tiempo total 120 diacuteas
Biopila Microorganismo - coacutedigo Relacioacuten lodos TPH ppm
No 1
Acinetobacter spp (I)
Micrococcus spp ( M )
E coli ( C)
Bacillus spp (CU)
Rhizopus spp ( D)
14 una parte lodo alcantarillado zona
industrial-4 partes lodo deshidratado PTAR20600
No 2
Acinetobacter spp (I)
Citrobacter spp (CT)
Nocardia spp (CK)
Rhizopus spp ( D)
14 una parte lodo alcantarillado
industrial-4 partes lodo deshidratado PTAR20600
No 3
Pseudomona aureuginosa (S1)Pseudomonas putida (S2)
Aspergillus spp (F)
Trichoderma spp (H) )
14 una parte lodo alcantarillado zona
industrial-4 partes lodo deshidratado PTAR20600
No 4
Acinetobacter spp ( I)
Bacillus spp ( CU)
Micrococcus spp (M)
Pseudomonas putida (S2)
Trichoderma spp ( H)
14 una parte lodo alcantarillado zona
industrial-4 partes lodo deshidratado PTAR20600
No 5
Pseudomonas aureuginosa (S1)
E coli ( C)
Nocardia spp (CK)
Trichoderma spp) (H)
11 partes de lodo alcantarillado zona
industrial y lodo deshidratado de la PTAR 30150
No 6
Pseudomonas putida (S2)
Acinetobacter spp ( I )
Micrococcus spp ( M )
Trichoderma spp ( H)
11 partes de lodo alcantarillado zona
industrial y lodo deshidratado de la PTAR30150
No 7
Pseudomonas aureuginosa ( S1)
Bacillus spp (CU)
Micrococcus spp (M )
Rhizopus spp) ( D)
41 partes de lodo de zona industrial y
una parte de lodo deshidratado PTAR39660
No 8 Acinetobacter spp ( I )
Pseudomonas putida ( S2)
Nocardia spp (CK)
Trichoderma spp (H)
41 partes de lodo de zona industrial y
una parte de lodo deshidratado PTAR
39660
Fuente las autoras
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Biorremediacioacuten de lodos contaminados con aceites lubricantes usados 147
A los dos grupos se les monitorearon pa-raacutemetros como temperatura y humedad diaria-mente por la prueba del puntildeo y en laboratorio
por teacutecnica gravimeacutetrica cada ocho diacuteas paramantener un nivel cercano entre 60-70 en
caso necesario se adicionoacute agua corriente pHcada 10 diacuteas con el uso del potencioacutemetro re-
cuento de microorganismos viables antes y 72horas posteriores a la adicioacuten de los inoacuteculos
bacterianos adicioacuten de nutrientes NPK (15-15-15 ) 100 g disueltos en agua en los diacuteas 8-16-24del montaje y aireacioacuten (por volteos manuales)
durante la aplicacioacuten de los microorganismos
Anaacutelisis fiacutesico-quiacutemico
Las determinaciones de TPH se realizaronpor extraccioacuten soxhlet por 72 horas concentra-
cioacuten y determinacioacuten por gravimetriacutea (5520 D)determinacioacuten de grasas y aceites por extraccioacuten
soxhlet ( ISOTR 11046) y plomo por absorcioacutenatoacutemica pre durante y postratamiento en los la-
boratorios certicados (Laboratorio de ConsultasIndustriales de la Universidad Industrial de San-tander Laboratorio de Quiacutemica de la Universidad
de Santander Laboratorio de Control de Calidad
del Acueducto Metropolitano de Bucaramanga yLaboratorio de la PTAR - Riacuteo Friacuteo)
Anaacutelisis estadiacutestico
En los dos ensayos se analizoacute la variable
continua TPH en ppm mediante el meacutetodo demodelos mixtos lineales en bloques aleatorios
completos (Littell et al 2006) donde el efecto
de bloque es dado por el tiempo y se considera
un efecto aleatorio y el factor experimental por
evaluar es el tipo de tratamiento y se considera
un efecto jo En el primer ensayo se realizaron
contrastes seleccionados entre la biopila 1 y las
biopilas 2 3 4 y 5 (Littell et al 2006)
Resultados
Se aislaron 22 microorganismos de im-
portancia en procesos de biorremediacioacuten
en la fase 1 del proyecto dentro de los que se
encuentran gram positivos gram negativos y
hongos (ver Anexo) los que posteriormente
se utilizaron para la conformacioacuten de consor-
cios y la aplicacioacuten en las diferentes biopilas
para llevar a cabo el proceso de descontami-
nacioacuten de los TPH presentes en los lodos con-
taminados
La variacioacuten del pH y la temperatura a tra- veacutes del proceso se observan en la tabla 3
Tabla 3 Lecturas promedio de pH y temperatura en cada una de las biopilas durante 30 diacuteas en el
primer ensayo con 5 biopilas
Fecha
Biopila 1 Biopila 2 Biopila 3 Biopila 4 Biopila 5
pHTempe-
ratura ordmCpH
Tempe-
ratura ordmCpH
Tempe-
ratura ordmCpH
Tempe-
ratura ordmCpH
Tempe-
ratura ordmC
Diciembre
26 0579 22 62 23 73 23 64 23 72 23
Enero 3
2006
80 24 69 23 73 23 65 23 73 23
Enero 10
200681 26 73 25 75 26 67 26 76 23
Enero 17
200682 26 71 25 73 26 67 26 75 24
Enero 262006
82 26 69 23 74 25 64 25 76 26
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En el primer ensayo se evaluoacute el efecto de5 diferentes tratamientos para la degradacioacutende residuos contaminantes en lodos provenien-tes de lavaderos de carros en la respuesta deter-minada por la concentracioacuten de TPH en ppm
en un periodo experimental de 40 diacuteas con ob-servaciones tomadas a los diacuteas 0 15 30 y 40En la tabla 4 se observan las concentracionesiniciales y nales de TPH y los porcentajes deremocioacuten de TPH en cada biopila
Tabla 4 Porcentaje de remocioacuten de TPH por el meacutetodo de extraccioacuten Soxhlet en 72 horas para
determinar efecto de los microorganismos inoculados en cada una de las biopilas
Nordm Biopila Inoacuteculos
Concentracioacuten
inicial TPH
(ppm)
Concentracioacuten
final TPH
(ppm))
Remocioacuten
Tiempo de
Remocioacuten
(diacuteas)
1 (control
negativo)Sin inoacuteculo 212745
197853
197838
197837
69
70
70
15
30
40
2
Bacterias
A I M
Hongo G
212745
1595588
1294804
1152301
249
391
458
15
30
40
3
Bacterias
E I CK
Hongo H
212745
1416862
11899015
972512
334
441
5428
15
30
40
4
Bacterias
S1 S2 I
Hongo H
212745
1219019
598939
274528
42
718
8709
15
30
40
5BacteriasS1 S2
Hongo H
21274514104977225
552311
337637
7403
1530
40
La concentracioacuten de plomo pretratamien-to en el lodo contaminado fue 90 mgl
Los resultados obtenidos de la determi-nacioacuten de Pb a los 40 diacuteas postratamiento porel meacutetodo de absorcioacuten atoacutemica se reportan enla tabla 5
Tabla 5 Resultados de plomo (Pb)Postratamiento Meacutetodo de absorcioacuten atoacutemica
BiopilaPb
mgl
1 70
2 90
3 80
5 60
En la graacuteca 1 se observa la variacioacuten delas concentraciones de TPH en ppm a traveacutesdel tiempo en las 5 biopilas Todas las biopilaspartieron de la misma concentracioacuten de TPH labiopila control presentoacute una disminucioacuten miacuteni-ma de TPH mientras que las biopilas 2 3 4 y5 presentaron una disminucioacuten aparentemente
signicativa en los 40 diacuteas del experimentoPara determinar la existencia de diferen-
cias estadiacutesticamente signicativas entre lostratamientos se ajustoacute un modelo lineal mixtoa los datos (tabla 6) La prueba de signican-cia del modelo presentada en la tabla 7 reveladiferencias signicativas entre los tratamientosEn la tabla 8 se observan los contrastes selec-cionados comparando la biopila control con las
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biopilas 2 3 4 y 5 Los contrastes muestranevidencias de diferencias signicativas al ni-
vel de signicancia 005 entre la biopila con-
trol y la biopila 2 y al nivel de signicancia001 entre la biopila control y las biopilas 34 y 5
Graacutefca 1 Variacioacuten de las concentraciones de TPH en cuarenta diacuteas
Tabla 6 Estimados y errores estaacutendar de los paraacutemetros del modelo lineal mixto utilizado para el
anaacutelisis de bloques aleatorios completos del ensayo en el cual se evaluoacute el efecto de 5 diferentes
tratamientos para la degradacioacuten de lodos provenientes de lavaderos de carros en la respuesta
determinada por la concentracioacuten de TPH en ppm en un periodo experimental de 40 diacuteas conobservaciones tomadas a los diacuteas 0 15 30 y 40
Efectos fijos
Paraacutemetro Estimado Error Standard p-valor
Intercepto 12156 283693 00234
Biopila 1 800057 20711 00023
Biopila 2 326911 20711 01404
Biopila 3 211056 20711 03283
Biopila 4 -160641 20711 0453
Efectos aleatorios
Tiempo 0 630534 266517
Tiempo 15 68051 266517
Tiempo 30 -264993 266517
Tiempo 40 -433593 266517
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Tabla 7 Significancia de los efectos fijos del tratamiento del modelo lineal mixto utilizado
para el anaacutelisis de bloques aleatorios completos del ensayo en el cual se evaluoacute el efecto
de 5 diferentes tratamientos para la degradacioacuten de lodos provenientes de lavaderos de carros
en la respuesta determinada por la concentracioacuten de TPH en ppm en un periodo experimental
de 40 diacuteas con observaciones tomadas a los diacuteas 0 15 30 y 40
Efecto GL num GL Den Valor F p-valor
Tratamiento 4 12 63 00057
Tabla 8 Contrastes entre la biopila control negativo y las biopilas 2 3 4 y 5 al final del periodo
experimental para las pruebas en las cuales se evaluacutea el efecto de 5 diferentes tratamientos
para la degradacioacuten de lodos provenientes de lavaderos de carros en la respuesta determinada
por la concentracioacuten de TPH en ppm en un periodo experimental de 40 diacuteas
con observaciones tomadas a los diacuteas 0 15 30 y 40
Contraste GL Num GL Den Valor F p-valor
Biopila 1 vs Biopila 2 1 12 522 00413
Biopila 1 vs Biopila 3 1 12 809 00148
Biopila 1 vs Biopila 4 1 12 2152 00006
Biopila 1 vs Biopila 5 1 12 1492 00023
El anaacutelisis de la signicancia de los efec-
tos jos del modelo revela que al menos uno
de los paraacutemetros del modelo mixto lineal es
signicativo
La tabla de contrastes revela diferencias sig-
nicativas entre la biopila control y las biopilas 3
4 y 5 a los niveles de signicancia α=005 y entre
la biopila control y las biopilas 4 y 5 al nivel de
signicancia α=001 demostrando que el trata-
miento realizado y la aplicacioacuten de cultivo mixto
de microorganismos fue eciente en la desconta-
minacioacuten de los lodos con residuos de TPH
En el segundo ensayo se evaluoacute el efec-to de 8 diferentes tratamientos para la degra-
dacioacuten de lodos contaminados con TPH del
sistema de alcantarillado de la zona industrial
de Bucaramanga mediante la concentracioacuten de
TPH en ppm (partes por milloacuten) en un perio-
do experimental de 120 diacuteas con observaciones
tomadas a los diacuteas 0 y 120 En la tabla 9 se
presentan los tratamientos bajo investigacioacuten y
los porcentajes de remocioacuten de TPH de cada
tratamiento al nal de un periodo experimental
de 120 diacuteas
La graacuteca 2 muestra el cambio en la con-
centracioacuten de TPH en ppm en un periodo de
120 diacuteas Todas las biopilas bajo estudio presen-
taron una disminucioacuten en la concentracioacuten de
TPH en el periodo experimental observaacutendose
mayor concentracioacuten en las biopilas 7 y 8
A los datos del segundo ensayo se les ajus-
toacute un modelo mixto lineal los estimados y los
errores estaacutendar El modelo reveloacute que no hay
diferencias signicativas entre los estimados delos efectos y este hallazgo y se conrmoacute en la
prueba general del modelo que se presentoacute en
la tabla 9 La conclusioacuten para este experimento
es que no hay efecto de las diferentes biopilas
en la concentracioacuten de TPH en ppm conside-
rando como efectos aleatorios las dos medicio-
nes de tiempo a los 0 y 120 diacuteas de periodo
experimental
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Tabla 9 Porcentaje de remocioacuten de TPH por el meacutetodo de extraccioacuten Soxhlet por 72 horas
concentracioacuten y determinacioacuten gravimeacutetrica para determinar la eficacia de remocioacuten
de los microorganismos inoculados en cada una de las biopilas en un periodo de 120 diacuteas
Nordm
BiopilasInoacuteculos
Proporcioacuten
Lodo contaminado
lodo
deshidratado
Concentracioacuten
inicial TPH
(ppm)
Concentracioacuten
final TPH (ppm)
Remocioacuten
1
Bacterias
I M C CU
Hongos D
14 20600 10600 48
2
Bacterias
I CT CK
Hongos H
14 20600 890 95
3Bacterias S1 S2
Hongos F H14 20600 980 95
4
Bacterias
I CU M S2
Hongos H
14 20600 1080 94
5Bacterias S1 C CK
Hongos H11 30150 1940 93
6Bacterias S2 I M
Hongos D11 30150 2870 90
7Bacterias S1 CU M
Hongos D41 396607 7630 80
8
Bacterias
I S1 CK
Hongos H
41 396605 5110 87
Graacutefca 2 Concentracioacuten de TPH en un periodo de 120 diacuteas
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152 Rev Colomb Biotecnol Vol XII No 1 Julio 2010 141-157
Tabla 10 Estimados y errores estaacutendar de los paraacutemetros del modelo lineal mixto utilizado para el
anaacutelisis de bloques aleatorios completos del experimento en el cual se evaluoacute el efecto de 8 diferentes
tratamientos para la degradacioacuten de lodos provenientes del sistema de alcantarillado de la ciudad en la
respuesta determinada por la concentracioacuten de TPH en ppm en un periodo experimental de 120 diacuteas
con observaciones tomadas a los diacuteas 0 y 120
Efectos fijos
Efecto Estimado Error estaacutendar Pr gt |t|
Intercepto 22385 12518 03246
Biopila 1 -6785 571826 02741
Biopila 2 -11640 571826 00812
Biopila 3 -11595 571826 00822
Biopila 4 -11545 571826 00833
Biopila 5 -6340 571826 03042
Biopila 6 -5875 571826 03384
Biopila 7 1260 571826 08319
Efectos aleatorios
Estimado Error estaacutendar
11761 11931
Tiempo 1 -11761 11931
Tabla 11 Significancia de los efectos fijos del tratamiento del modelo lineal mixto utilizado para el
anaacutelisis de bloques aleatorios completos del experimento en el cual se evaluoacute el efecto de 8 diferentes
tratamientos para la degradacioacuten de lodos provenientes del sistema de alcantarillado de la ciudad en la
respuesta determinada por la concentracioacuten de TPH en ppm en un periodo experimental de 120 diacuteas
con observaciones tomadas a los diacuteas 0 y 120
Efecto GL Num GL Den Valor de F p-valor
Tratamiento 7 7 158 02806
El anaacutelisis muestra que no hay efecto delas diferentes biopilas en la concentracioacuten de
TPH en ppm considerando como efectos alea-torios las dos mediciones de tiempo a los 0 y120 diacuteas de periodo experimental
La concentracioacuten inicial de plomo en ellodo contaminado fue de 1222 mgl y en loslodos postratamiento 8895 mgl La determi-nacioacuten de la demanda quiacutemica de oxiacutegeno y la
concentracioacuten de plomo de los lixiviados pro-ducidos durante el tratamiento de cada biopila
es necesaria para llevar a cabo una adecuada eli-
minacioacuten En la tabla 12 se observan los datos
de la DQO rerieacutendose a menos de 2000 mg
Lt Los niveles bajos de DQO sentildealan que los
contaminantes presentes en la mezclas fueron
degradados oacuteptimamente por los microorganis-
mos inoculados En las biopilas 2 6 y 7 donde
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se observan resultados de maacutes de 1000 mgLtaunque no es una concentracioacuten considerableindica que hay presencia de contaminantes queposiblemente fueron arrastrados por lixivia-cioacuten En la tabla 13 se observan las concentra-ciones de plomo resultantes en algunos casosson altas por lo que debe ser planeado un pos-terior tratamiento de estos lixiviados
Tabla 12 Concentraciones de DQO
por espectrofotometriacutea de los lixiviados
postratamiento del segundo ensayo
con 8 biopilas
Biopila NdegDQO
mglt
1 523
2 1074
3 382
4 234
5 514
6 1077
7 1222
8 533
Tabla 13 Determinacioacuten de plomo por la
teacutecnica de absorcioacuten atoacutemica de los lixiviados
postratamiento
Biopila NdegPlomo
mgl
1 1508
2 1103
3 1895
4 1167
5 2538
6 972
7 2823
8 17107
Tabla 14 Determinacioacuten de grasas y aceites
postratamiento por el meacutetodo gravimeacutetrico
por extraccioacuten Soxhlet
BiopilaGrasas y aceites
mgl
1 300
2 6766
3 3733
4 1896
5 2563
6 11913
7 15075
8 2650
Discusioacuten
Estudios realizados para el Instituto del
Petroacuteleo de Norteameacuterica ( API ) (Brisio 2005)
sobre tratamiento de suelos contaminados con
residuos de petroacuteleo demuestran que el 70-
90 es removido en diferentes tiempos conconcentraciones entre 10000 a 50000 ppm las
concentraciones de este estudio se encontraron
entre 19000 y 39000 ppm logrando remocio-
nes similares entre (74 al 95) en los dos ensa-
yos en 40 y 120 diacuteas
La fase experimental de los trabajos de
biorremediacioacuten de suelos contaminados con
aceites lubricantes usados (residuo peligroso)
y la evaluacioacuten de consorcios microbianos con
capacidad degradadora de residuos de hidro-
carburos y su aplicacioacuten muestran la alta simi-litud que presentan en tiempo y porcentajes de
remocioacuten en los dos grupos de biopilas tenien-
do en cuenta los microorganismos inoculados
y las proporciones de lodos donde se compara
con los resultados obtenidos por otros auto-
res (Benavides et al 2006 Corona et al 2004)
demostrando la gran importancia del inoacuteculo
microbiano para transformar y utilizar el con-
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154 Rev Colomb Biotecnol Vol XII No 1 Julio 2010 141-157
taminante como fuente de energiacutea en el proce-so de biorremediacioacuten
Se lograron porcentajes importantes (74-95) de descontaminacioacuten en tiempos cortosde 40 y 120 diacuteas comparados con los tiemposde 9-12 meses del trabajo realizado por Tetta-manti et al (2003) de igual forma se obtuvie-ron mayores remociones que la reportada enel trabajo de biorremediacioacuten de hidrocarburosde los sedimentos de la bahiacutea de La Habanade Nuacutentildeez et al (2005) del 48 con el cultivomixto aislado de dicha bahiacutea
Experiencias de biorremediacioacuten de sue-
los por teacutecnicas bioloacutegicas en la provincia deSanta Cruz (2002) y trabajos realizados por
Total Petroleum Hydrocarbon Criteria Wor-king Group Series ( TPHCWG 1998) en sue-los contaminados con concentraciones entre20000-55000 ppm como grasas y aceitesfueron degradados entre 2 y 3 antildeos (Brisio2005) otros estudios realizados por Huese-mann y Moore (1993) muestran que el 93de los hidrocarburos saturados y el 74 de losaromaacuteticos fue degradado en suelo arenoso deMichigan ( EEUU ) con una concentracioacuten ini-
cial de 30000 ppm TPH el estudio tambieacutenindica que la fraccioacuten polar fue resistente a ladegradacioacuten durante los 5 meses que duroacute elestudio
Las cepas aisladas e identicadas de loslodos contaminados con capacidad degradado-ra de hidrocarburos han sido reportadas en laliteratura dentro de ellas tenemos gram nega-tivas ( Pseudomonas aeruginosa Citrobacter freundii
Proteus mirabilis Proteus vulgaris Proteus penneri
Acinetobacter iwof entre otras) y gram positivas( Oerskovia species Bacillus brevis Nocardia spp Ac-
tinomyces spp y Bacillus megaterium Micrococcusspp) (Benavides et al 2006) y cepas de hongos( Aspergillus spp Trichoderma spp Fusarium spp y
Rhizopus spp ) Las pruebas de degradabilidadcompetitividad y compatibilidad realizadas aestas bacterias y hongos nos permitieron eva-luar que Pseudomonas aureuginosa y Psedomonas pu-
tida son microorganismos con alta capacidaddegradadora de TPH sin restarle importancia
a otros microorganismos (Arauacutejo et al 2005Corona et al 2004 Vintildeas 2005)
El uso de cultivos mixtos o pool bacte-riano favorece una degradacioacuten mayor con eluso de bioestimulacioacuten (Caacuterdenas 2006) sien-
do mayor el tiempo utilizado por este autor yporcentajes de remocioacuten de TPH similares a loslogrados en este trabajo
La aplicacioacuten de lodos provenientes detratamiento de aguas residuales domeacutesticas uti-
lizadas como esponjante y aporte de energiacutea auna concentracioacuten del 25 y una concentra-cioacuten inicial de TPH de 212745 ppm es una
buena opcioacuten ya que se obtuvieron remocionesde TPH de 458 5428 7403 y 8709 en 40diacuteas las diferencias estaacuten dadas seguacuten el pool demicroorganismos aplicados estos contrastancon los resultados reportados por Caacuterdenas et
al (2004) en las concentraciones de 30 de lo-dos obteniendo porcentajes menores de remo-cioacuten como 4198 y 4746 en tres meses y una
concentracioacuten inicial de 4000 ppm de TPH
Conclusiones
Con este trabajo se lograron porcenta-jes considerables de remocioacuten de TPH entreel 7403 y 8709 en 40 diacuteas y 87 94 y 95en 120 diacuteas con la aplicacioacuten de los consorcios
microbianos obtenidos y la metodologiacutea apli-cada en el proceso de biorremediacioacuten en laspruebas de campo
Se pudo evidenciar que estos residuos de-
positados en los suelos no son degradados sinla realizacioacuten de un adecuado tratamiento
El uso de microorganismos nativos re-
presenta una alternativa para reducir la conta-minacioacuten generada por residuos peligrosos y
recuperacioacuten de zonas impactadas
Agradecimientos
A la Corporacioacuten Autoacutenoma Regional
para la Defensa de la Meseta de Bucaraman-ga ( CDMB ) Al personal de los laboratorios de
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Biorremediacioacuten de lodos contaminados con aceites lubricantes usados 155
la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales( PTAR ) de Riacuteo Friacuteo (Giroacuten Santander Colom-bia) Al laboratorio de Control de Calidad de
Aguas del Acueducto Metropolitano de Buca-ramanga ( AMB ) Al programa de Bacteriologiacutea
y Laboratorio Cliacutenico de la Universidad de San-tander ( UDES ) y a los estudiantes que llevarona cabo las pruebas de campo del proceso deBiorremediacioacuten
Anexo
Microorganismos aislados en el Proyecto de Biorremediacioacuten fase I por estudiantes de la UDES
Morfologiacutea
Bacilos gram negativos Bacilos gram positivos Cocos gram positivos Hongos
Pseudomonas aeruginosa (S1)
Pseudomonas puacutetida (S2)Oerskovia species Micrococcus spp(M) Aspergillus spp(F)
Citrobacter freundii Bacillus brevis (CU) Trichoderma spp(H)
Proteus mirabilis Proteus
vulgaris Proteus penneriNocardia spp(CK) Fusarium spp
Acinetobacter iwoffi (I) Actinomyces Rhizopus spp (D)
Morganella morganni Bacillus megaterium
Alcaligenes spp
Hafnia alves
Citrobacter diversus (CT)
Enterobacter cloacae
Klebsiella oxytoca
Klebsiella ozaenae
Achromobacter species
Escherichia coli (C)
Referencias bibliograacuteficas
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con la formacioacuten de micelas (comunicacioacutenpersonal Nieto L ICP 2005)
Las pruebas de competitividad o com-patibilidad se realizaron en agar modicadoconfrontando todos los microorganismos ensiembra masiva hasta la mitad de la caja conuna cepa A e incubada a 37 ordmC por 24 horasposterior a este tiempo en la mitad no sem-brada se realizoacute la siembra mediante una estriacuteaperpendicular con otra cepa B que fue incu-bada nuevamente durante 24 horas a 37 ordmC deacuerdo con estos resultados se determinaronlos microorganismos compatibles (Garzoacuten et
al 2001)
El medio utilizado para la aplicacioacuten del pool bacteriano a cada biopila se preparoacute a par-tir de 2 litros de agua melaza al 5 sales mi-nerales 01 extracto de levadura 05 conuna concentracioacuten bacteriana de 3x108 ufcmlcomparada con la escala de MacFarland con-rmada por la teacutecnica de recuento por vertidoen placa tomando un volumen de 1 ml de unadilucioacuten (de 101 hasta 108 ) en una caja de Petriesteacuteril a la cual se le adicionoacute medio de cultivofundido (Plate Count) previamente enfriadoa una temperatura de 40 ordmC mezclado e incu-bado de 35-37 ordmC por 24 horas la inoculacioacuten
de los hongos ( Aspergillus spp Trichoderma spp Fusarium spp ) se realizoacute los diacuteas 15-45-60-75 laconcentracioacuten oacuteptima fue de 1x 106 esporasml el cual se obtuvo al inocular los microor-ganismos fuacutengicos en medio liacutequido (CaldoMalta) incubados a temperatura ambiente porcinco diacuteas
Construccioacuten de biopilas
En el primer ensayo se trabajoacute con cincobiopilas para las pruebas de campo gura 1 Enel segundo ensayo se trabajaron ocho biopilasen la gura 2 se observa cada biopila construidacon una inclinacioacuten de 15deg un aacuterea de 1 m2 conun peso de 50 kg y polisombra para la protec-cioacuten contra los rayos solares adicionalmente sedispuso un tubo en el centro con agujeros parafacilitar la recoleccioacuten de lixiviados La tabla 1muestra el primer grupo conformado por cin-co biopilas el tratamiento de eacutestas se planteoacutepara 40 diacuteas cada una de ellas conformada poruna mezcla de lodo deshidratado provenientede tratamiento de aguas residuales domeacutesticasy lodo proveniente de lavaderos de carros Lasinoculaciones de los pool bacterianos se reali-zaron los diacuteas 1-10-20 y 30 con los siguientes
microorganismos
Figura 1 Montaje de las pruebas de campo del ensayo con cinco biopilas lodo lavaderode carros y lodo deshidratado Fuente las autoras
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Biorremediacioacuten de lodos contaminados con aceites lubricantes usados 145
Tabla 1 Conformacioacuten de cada biopila del tratamiento 1 Proporcioacuten de 41 de lodo contaminado
lodo deshidratado Concentracioacuten inicial en cada biopila 212745 ppm de TPH
Biopila Microorganismos
No 1 Testigo
No 2
Acinetobacter spp (I )
Bacillus spp ( A)
Micrococcus spp (M)
Aspergillus niacuteger ( G )
No 3
Citrobacter spp ( E)
Acinetobacter spp ( I )
Nocardia spp ( CK)
Trichoderma spp (H))
No 4 Acinetobacter spp ( I )Pseudomonas aureuginosa (S1 Pseudomonas spp (S2)
Trichoderma spp (H)
No 5
Pseudomonas aureuginosa (S1) Pseudomonas spp (S2)
Citrobacter spp ( E)
Trichoderma spp ( H)
Fuente las autoras
El segundo grupo estuvo conformadopor 8 biopilas constituidas por lodo deshi-
dratado (proveniente de tratamiento primariode aguas residuales domeacutesticas) usadas como
aporte de materia orgaacutenica y lodo contamina-do con aceites lubricantes usados provenien-
tes del sistema de alcantarillado de la zonaindustrial
Figura 2 Disposicioacuten de las 8 biopilas para el trabajo de campo
Fuente las autoras
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146 Rev Colomb Biotecnol Vol XII No 1 Julio 2010 141-157
Tabla 2 Grupo de 8 biopilas se aplicoacute bioaumentacioacuten los diacuteas 1-30-60-90 Tiempo total 120 diacuteas
Biopila Microorganismo - coacutedigo Relacioacuten lodos TPH ppm
No 1
Acinetobacter spp (I)
Micrococcus spp ( M )
E coli ( C)
Bacillus spp (CU)
Rhizopus spp ( D)
14 una parte lodo alcantarillado zona
industrial-4 partes lodo deshidratado PTAR20600
No 2
Acinetobacter spp (I)
Citrobacter spp (CT)
Nocardia spp (CK)
Rhizopus spp ( D)
14 una parte lodo alcantarillado
industrial-4 partes lodo deshidratado PTAR20600
No 3
Pseudomona aureuginosa (S1)Pseudomonas putida (S2)
Aspergillus spp (F)
Trichoderma spp (H) )
14 una parte lodo alcantarillado zona
industrial-4 partes lodo deshidratado PTAR20600
No 4
Acinetobacter spp ( I)
Bacillus spp ( CU)
Micrococcus spp (M)
Pseudomonas putida (S2)
Trichoderma spp ( H)
14 una parte lodo alcantarillado zona
industrial-4 partes lodo deshidratado PTAR20600
No 5
Pseudomonas aureuginosa (S1)
E coli ( C)
Nocardia spp (CK)
Trichoderma spp) (H)
11 partes de lodo alcantarillado zona
industrial y lodo deshidratado de la PTAR 30150
No 6
Pseudomonas putida (S2)
Acinetobacter spp ( I )
Micrococcus spp ( M )
Trichoderma spp ( H)
11 partes de lodo alcantarillado zona
industrial y lodo deshidratado de la PTAR30150
No 7
Pseudomonas aureuginosa ( S1)
Bacillus spp (CU)
Micrococcus spp (M )
Rhizopus spp) ( D)
41 partes de lodo de zona industrial y
una parte de lodo deshidratado PTAR39660
No 8 Acinetobacter spp ( I )
Pseudomonas putida ( S2)
Nocardia spp (CK)
Trichoderma spp (H)
41 partes de lodo de zona industrial y
una parte de lodo deshidratado PTAR
39660
Fuente las autoras
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Biorremediacioacuten de lodos contaminados con aceites lubricantes usados 147
A los dos grupos se les monitorearon pa-raacutemetros como temperatura y humedad diaria-mente por la prueba del puntildeo y en laboratorio
por teacutecnica gravimeacutetrica cada ocho diacuteas paramantener un nivel cercano entre 60-70 en
caso necesario se adicionoacute agua corriente pHcada 10 diacuteas con el uso del potencioacutemetro re-
cuento de microorganismos viables antes y 72horas posteriores a la adicioacuten de los inoacuteculos
bacterianos adicioacuten de nutrientes NPK (15-15-15 ) 100 g disueltos en agua en los diacuteas 8-16-24del montaje y aireacioacuten (por volteos manuales)
durante la aplicacioacuten de los microorganismos
Anaacutelisis fiacutesico-quiacutemico
Las determinaciones de TPH se realizaronpor extraccioacuten soxhlet por 72 horas concentra-
cioacuten y determinacioacuten por gravimetriacutea (5520 D)determinacioacuten de grasas y aceites por extraccioacuten
soxhlet ( ISOTR 11046) y plomo por absorcioacutenatoacutemica pre durante y postratamiento en los la-
boratorios certicados (Laboratorio de ConsultasIndustriales de la Universidad Industrial de San-tander Laboratorio de Quiacutemica de la Universidad
de Santander Laboratorio de Control de Calidad
del Acueducto Metropolitano de Bucaramanga yLaboratorio de la PTAR - Riacuteo Friacuteo)
Anaacutelisis estadiacutestico
En los dos ensayos se analizoacute la variable
continua TPH en ppm mediante el meacutetodo demodelos mixtos lineales en bloques aleatorios
completos (Littell et al 2006) donde el efecto
de bloque es dado por el tiempo y se considera
un efecto aleatorio y el factor experimental por
evaluar es el tipo de tratamiento y se considera
un efecto jo En el primer ensayo se realizaron
contrastes seleccionados entre la biopila 1 y las
biopilas 2 3 4 y 5 (Littell et al 2006)
Resultados
Se aislaron 22 microorganismos de im-
portancia en procesos de biorremediacioacuten
en la fase 1 del proyecto dentro de los que se
encuentran gram positivos gram negativos y
hongos (ver Anexo) los que posteriormente
se utilizaron para la conformacioacuten de consor-
cios y la aplicacioacuten en las diferentes biopilas
para llevar a cabo el proceso de descontami-
nacioacuten de los TPH presentes en los lodos con-
taminados
La variacioacuten del pH y la temperatura a tra- veacutes del proceso se observan en la tabla 3
Tabla 3 Lecturas promedio de pH y temperatura en cada una de las biopilas durante 30 diacuteas en el
primer ensayo con 5 biopilas
Fecha
Biopila 1 Biopila 2 Biopila 3 Biopila 4 Biopila 5
pHTempe-
ratura ordmCpH
Tempe-
ratura ordmCpH
Tempe-
ratura ordmCpH
Tempe-
ratura ordmCpH
Tempe-
ratura ordmC
Diciembre
26 0579 22 62 23 73 23 64 23 72 23
Enero 3
2006
80 24 69 23 73 23 65 23 73 23
Enero 10
200681 26 73 25 75 26 67 26 76 23
Enero 17
200682 26 71 25 73 26 67 26 75 24
Enero 262006
82 26 69 23 74 25 64 25 76 26
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148 Rev Colomb Biotecnol Vol XII No 1 Julio 2010 141-157
En el primer ensayo se evaluoacute el efecto de5 diferentes tratamientos para la degradacioacutende residuos contaminantes en lodos provenien-tes de lavaderos de carros en la respuesta deter-minada por la concentracioacuten de TPH en ppm
en un periodo experimental de 40 diacuteas con ob-servaciones tomadas a los diacuteas 0 15 30 y 40En la tabla 4 se observan las concentracionesiniciales y nales de TPH y los porcentajes deremocioacuten de TPH en cada biopila
Tabla 4 Porcentaje de remocioacuten de TPH por el meacutetodo de extraccioacuten Soxhlet en 72 horas para
determinar efecto de los microorganismos inoculados en cada una de las biopilas
Nordm Biopila Inoacuteculos
Concentracioacuten
inicial TPH
(ppm)
Concentracioacuten
final TPH
(ppm))
Remocioacuten
Tiempo de
Remocioacuten
(diacuteas)
1 (control
negativo)Sin inoacuteculo 212745
197853
197838
197837
69
70
70
15
30
40
2
Bacterias
A I M
Hongo G
212745
1595588
1294804
1152301
249
391
458
15
30
40
3
Bacterias
E I CK
Hongo H
212745
1416862
11899015
972512
334
441
5428
15
30
40
4
Bacterias
S1 S2 I
Hongo H
212745
1219019
598939
274528
42
718
8709
15
30
40
5BacteriasS1 S2
Hongo H
21274514104977225
552311
337637
7403
1530
40
La concentracioacuten de plomo pretratamien-to en el lodo contaminado fue 90 mgl
Los resultados obtenidos de la determi-nacioacuten de Pb a los 40 diacuteas postratamiento porel meacutetodo de absorcioacuten atoacutemica se reportan enla tabla 5
Tabla 5 Resultados de plomo (Pb)Postratamiento Meacutetodo de absorcioacuten atoacutemica
BiopilaPb
mgl
1 70
2 90
3 80
5 60
En la graacuteca 1 se observa la variacioacuten delas concentraciones de TPH en ppm a traveacutesdel tiempo en las 5 biopilas Todas las biopilaspartieron de la misma concentracioacuten de TPH labiopila control presentoacute una disminucioacuten miacuteni-ma de TPH mientras que las biopilas 2 3 4 y5 presentaron una disminucioacuten aparentemente
signicativa en los 40 diacuteas del experimentoPara determinar la existencia de diferen-
cias estadiacutesticamente signicativas entre lostratamientos se ajustoacute un modelo lineal mixtoa los datos (tabla 6) La prueba de signican-cia del modelo presentada en la tabla 7 reveladiferencias signicativas entre los tratamientosEn la tabla 8 se observan los contrastes selec-cionados comparando la biopila control con las
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Biorremediacioacuten de lodos contaminados con aceites lubricantes usados 149
biopilas 2 3 4 y 5 Los contrastes muestranevidencias de diferencias signicativas al ni-
vel de signicancia 005 entre la biopila con-
trol y la biopila 2 y al nivel de signicancia001 entre la biopila control y las biopilas 34 y 5
Graacutefca 1 Variacioacuten de las concentraciones de TPH en cuarenta diacuteas
Tabla 6 Estimados y errores estaacutendar de los paraacutemetros del modelo lineal mixto utilizado para el
anaacutelisis de bloques aleatorios completos del ensayo en el cual se evaluoacute el efecto de 5 diferentes
tratamientos para la degradacioacuten de lodos provenientes de lavaderos de carros en la respuesta
determinada por la concentracioacuten de TPH en ppm en un periodo experimental de 40 diacuteas conobservaciones tomadas a los diacuteas 0 15 30 y 40
Efectos fijos
Paraacutemetro Estimado Error Standard p-valor
Intercepto 12156 283693 00234
Biopila 1 800057 20711 00023
Biopila 2 326911 20711 01404
Biopila 3 211056 20711 03283
Biopila 4 -160641 20711 0453
Efectos aleatorios
Tiempo 0 630534 266517
Tiempo 15 68051 266517
Tiempo 30 -264993 266517
Tiempo 40 -433593 266517
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Tabla 7 Significancia de los efectos fijos del tratamiento del modelo lineal mixto utilizado
para el anaacutelisis de bloques aleatorios completos del ensayo en el cual se evaluoacute el efecto
de 5 diferentes tratamientos para la degradacioacuten de lodos provenientes de lavaderos de carros
en la respuesta determinada por la concentracioacuten de TPH en ppm en un periodo experimental
de 40 diacuteas con observaciones tomadas a los diacuteas 0 15 30 y 40
Efecto GL num GL Den Valor F p-valor
Tratamiento 4 12 63 00057
Tabla 8 Contrastes entre la biopila control negativo y las biopilas 2 3 4 y 5 al final del periodo
experimental para las pruebas en las cuales se evaluacutea el efecto de 5 diferentes tratamientos
para la degradacioacuten de lodos provenientes de lavaderos de carros en la respuesta determinada
por la concentracioacuten de TPH en ppm en un periodo experimental de 40 diacuteas
con observaciones tomadas a los diacuteas 0 15 30 y 40
Contraste GL Num GL Den Valor F p-valor
Biopila 1 vs Biopila 2 1 12 522 00413
Biopila 1 vs Biopila 3 1 12 809 00148
Biopila 1 vs Biopila 4 1 12 2152 00006
Biopila 1 vs Biopila 5 1 12 1492 00023
El anaacutelisis de la signicancia de los efec-
tos jos del modelo revela que al menos uno
de los paraacutemetros del modelo mixto lineal es
signicativo
La tabla de contrastes revela diferencias sig-
nicativas entre la biopila control y las biopilas 3
4 y 5 a los niveles de signicancia α=005 y entre
la biopila control y las biopilas 4 y 5 al nivel de
signicancia α=001 demostrando que el trata-
miento realizado y la aplicacioacuten de cultivo mixto
de microorganismos fue eciente en la desconta-
minacioacuten de los lodos con residuos de TPH
En el segundo ensayo se evaluoacute el efec-to de 8 diferentes tratamientos para la degra-
dacioacuten de lodos contaminados con TPH del
sistema de alcantarillado de la zona industrial
de Bucaramanga mediante la concentracioacuten de
TPH en ppm (partes por milloacuten) en un perio-
do experimental de 120 diacuteas con observaciones
tomadas a los diacuteas 0 y 120 En la tabla 9 se
presentan los tratamientos bajo investigacioacuten y
los porcentajes de remocioacuten de TPH de cada
tratamiento al nal de un periodo experimental
de 120 diacuteas
La graacuteca 2 muestra el cambio en la con-
centracioacuten de TPH en ppm en un periodo de
120 diacuteas Todas las biopilas bajo estudio presen-
taron una disminucioacuten en la concentracioacuten de
TPH en el periodo experimental observaacutendose
mayor concentracioacuten en las biopilas 7 y 8
A los datos del segundo ensayo se les ajus-
toacute un modelo mixto lineal los estimados y los
errores estaacutendar El modelo reveloacute que no hay
diferencias signicativas entre los estimados delos efectos y este hallazgo y se conrmoacute en la
prueba general del modelo que se presentoacute en
la tabla 9 La conclusioacuten para este experimento
es que no hay efecto de las diferentes biopilas
en la concentracioacuten de TPH en ppm conside-
rando como efectos aleatorios las dos medicio-
nes de tiempo a los 0 y 120 diacuteas de periodo
experimental
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Biorremediacioacuten de lodos contaminados con aceites lubricantes usados 151
Tabla 9 Porcentaje de remocioacuten de TPH por el meacutetodo de extraccioacuten Soxhlet por 72 horas
concentracioacuten y determinacioacuten gravimeacutetrica para determinar la eficacia de remocioacuten
de los microorganismos inoculados en cada una de las biopilas en un periodo de 120 diacuteas
Nordm
BiopilasInoacuteculos
Proporcioacuten
Lodo contaminado
lodo
deshidratado
Concentracioacuten
inicial TPH
(ppm)
Concentracioacuten
final TPH (ppm)
Remocioacuten
1
Bacterias
I M C CU
Hongos D
14 20600 10600 48
2
Bacterias
I CT CK
Hongos H
14 20600 890 95
3Bacterias S1 S2
Hongos F H14 20600 980 95
4
Bacterias
I CU M S2
Hongos H
14 20600 1080 94
5Bacterias S1 C CK
Hongos H11 30150 1940 93
6Bacterias S2 I M
Hongos D11 30150 2870 90
7Bacterias S1 CU M
Hongos D41 396607 7630 80
8
Bacterias
I S1 CK
Hongos H
41 396605 5110 87
Graacutefca 2 Concentracioacuten de TPH en un periodo de 120 diacuteas
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152 Rev Colomb Biotecnol Vol XII No 1 Julio 2010 141-157
Tabla 10 Estimados y errores estaacutendar de los paraacutemetros del modelo lineal mixto utilizado para el
anaacutelisis de bloques aleatorios completos del experimento en el cual se evaluoacute el efecto de 8 diferentes
tratamientos para la degradacioacuten de lodos provenientes del sistema de alcantarillado de la ciudad en la
respuesta determinada por la concentracioacuten de TPH en ppm en un periodo experimental de 120 diacuteas
con observaciones tomadas a los diacuteas 0 y 120
Efectos fijos
Efecto Estimado Error estaacutendar Pr gt |t|
Intercepto 22385 12518 03246
Biopila 1 -6785 571826 02741
Biopila 2 -11640 571826 00812
Biopila 3 -11595 571826 00822
Biopila 4 -11545 571826 00833
Biopila 5 -6340 571826 03042
Biopila 6 -5875 571826 03384
Biopila 7 1260 571826 08319
Efectos aleatorios
Estimado Error estaacutendar
11761 11931
Tiempo 1 -11761 11931
Tabla 11 Significancia de los efectos fijos del tratamiento del modelo lineal mixto utilizado para el
anaacutelisis de bloques aleatorios completos del experimento en el cual se evaluoacute el efecto de 8 diferentes
tratamientos para la degradacioacuten de lodos provenientes del sistema de alcantarillado de la ciudad en la
respuesta determinada por la concentracioacuten de TPH en ppm en un periodo experimental de 120 diacuteas
con observaciones tomadas a los diacuteas 0 y 120
Efecto GL Num GL Den Valor de F p-valor
Tratamiento 7 7 158 02806
El anaacutelisis muestra que no hay efecto delas diferentes biopilas en la concentracioacuten de
TPH en ppm considerando como efectos alea-torios las dos mediciones de tiempo a los 0 y120 diacuteas de periodo experimental
La concentracioacuten inicial de plomo en ellodo contaminado fue de 1222 mgl y en loslodos postratamiento 8895 mgl La determi-nacioacuten de la demanda quiacutemica de oxiacutegeno y la
concentracioacuten de plomo de los lixiviados pro-ducidos durante el tratamiento de cada biopila
es necesaria para llevar a cabo una adecuada eli-
minacioacuten En la tabla 12 se observan los datos
de la DQO rerieacutendose a menos de 2000 mg
Lt Los niveles bajos de DQO sentildealan que los
contaminantes presentes en la mezclas fueron
degradados oacuteptimamente por los microorganis-
mos inoculados En las biopilas 2 6 y 7 donde
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Biorremediacioacuten de lodos contaminados con aceites lubricantes usados 153
se observan resultados de maacutes de 1000 mgLtaunque no es una concentracioacuten considerableindica que hay presencia de contaminantes queposiblemente fueron arrastrados por lixivia-cioacuten En la tabla 13 se observan las concentra-ciones de plomo resultantes en algunos casosson altas por lo que debe ser planeado un pos-terior tratamiento de estos lixiviados
Tabla 12 Concentraciones de DQO
por espectrofotometriacutea de los lixiviados
postratamiento del segundo ensayo
con 8 biopilas
Biopila NdegDQO
mglt
1 523
2 1074
3 382
4 234
5 514
6 1077
7 1222
8 533
Tabla 13 Determinacioacuten de plomo por la
teacutecnica de absorcioacuten atoacutemica de los lixiviados
postratamiento
Biopila NdegPlomo
mgl
1 1508
2 1103
3 1895
4 1167
5 2538
6 972
7 2823
8 17107
Tabla 14 Determinacioacuten de grasas y aceites
postratamiento por el meacutetodo gravimeacutetrico
por extraccioacuten Soxhlet
BiopilaGrasas y aceites
mgl
1 300
2 6766
3 3733
4 1896
5 2563
6 11913
7 15075
8 2650
Discusioacuten
Estudios realizados para el Instituto del
Petroacuteleo de Norteameacuterica ( API ) (Brisio 2005)
sobre tratamiento de suelos contaminados con
residuos de petroacuteleo demuestran que el 70-
90 es removido en diferentes tiempos conconcentraciones entre 10000 a 50000 ppm las
concentraciones de este estudio se encontraron
entre 19000 y 39000 ppm logrando remocio-
nes similares entre (74 al 95) en los dos ensa-
yos en 40 y 120 diacuteas
La fase experimental de los trabajos de
biorremediacioacuten de suelos contaminados con
aceites lubricantes usados (residuo peligroso)
y la evaluacioacuten de consorcios microbianos con
capacidad degradadora de residuos de hidro-
carburos y su aplicacioacuten muestran la alta simi-litud que presentan en tiempo y porcentajes de
remocioacuten en los dos grupos de biopilas tenien-
do en cuenta los microorganismos inoculados
y las proporciones de lodos donde se compara
con los resultados obtenidos por otros auto-
res (Benavides et al 2006 Corona et al 2004)
demostrando la gran importancia del inoacuteculo
microbiano para transformar y utilizar el con-
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154 Rev Colomb Biotecnol Vol XII No 1 Julio 2010 141-157
taminante como fuente de energiacutea en el proce-so de biorremediacioacuten
Se lograron porcentajes importantes (74-95) de descontaminacioacuten en tiempos cortosde 40 y 120 diacuteas comparados con los tiemposde 9-12 meses del trabajo realizado por Tetta-manti et al (2003) de igual forma se obtuvie-ron mayores remociones que la reportada enel trabajo de biorremediacioacuten de hidrocarburosde los sedimentos de la bahiacutea de La Habanade Nuacutentildeez et al (2005) del 48 con el cultivomixto aislado de dicha bahiacutea
Experiencias de biorremediacioacuten de sue-
los por teacutecnicas bioloacutegicas en la provincia deSanta Cruz (2002) y trabajos realizados por
Total Petroleum Hydrocarbon Criteria Wor-king Group Series ( TPHCWG 1998) en sue-los contaminados con concentraciones entre20000-55000 ppm como grasas y aceitesfueron degradados entre 2 y 3 antildeos (Brisio2005) otros estudios realizados por Huese-mann y Moore (1993) muestran que el 93de los hidrocarburos saturados y el 74 de losaromaacuteticos fue degradado en suelo arenoso deMichigan ( EEUU ) con una concentracioacuten ini-
cial de 30000 ppm TPH el estudio tambieacutenindica que la fraccioacuten polar fue resistente a ladegradacioacuten durante los 5 meses que duroacute elestudio
Las cepas aisladas e identicadas de loslodos contaminados con capacidad degradado-ra de hidrocarburos han sido reportadas en laliteratura dentro de ellas tenemos gram nega-tivas ( Pseudomonas aeruginosa Citrobacter freundii
Proteus mirabilis Proteus vulgaris Proteus penneri
Acinetobacter iwof entre otras) y gram positivas( Oerskovia species Bacillus brevis Nocardia spp Ac-
tinomyces spp y Bacillus megaterium Micrococcusspp) (Benavides et al 2006) y cepas de hongos( Aspergillus spp Trichoderma spp Fusarium spp y
Rhizopus spp ) Las pruebas de degradabilidadcompetitividad y compatibilidad realizadas aestas bacterias y hongos nos permitieron eva-luar que Pseudomonas aureuginosa y Psedomonas pu-
tida son microorganismos con alta capacidaddegradadora de TPH sin restarle importancia
a otros microorganismos (Arauacutejo et al 2005Corona et al 2004 Vintildeas 2005)
El uso de cultivos mixtos o pool bacte-riano favorece una degradacioacuten mayor con eluso de bioestimulacioacuten (Caacuterdenas 2006) sien-
do mayor el tiempo utilizado por este autor yporcentajes de remocioacuten de TPH similares a loslogrados en este trabajo
La aplicacioacuten de lodos provenientes detratamiento de aguas residuales domeacutesticas uti-
lizadas como esponjante y aporte de energiacutea auna concentracioacuten del 25 y una concentra-cioacuten inicial de TPH de 212745 ppm es una
buena opcioacuten ya que se obtuvieron remocionesde TPH de 458 5428 7403 y 8709 en 40diacuteas las diferencias estaacuten dadas seguacuten el pool demicroorganismos aplicados estos contrastancon los resultados reportados por Caacuterdenas et
al (2004) en las concentraciones de 30 de lo-dos obteniendo porcentajes menores de remo-cioacuten como 4198 y 4746 en tres meses y una
concentracioacuten inicial de 4000 ppm de TPH
Conclusiones
Con este trabajo se lograron porcenta-jes considerables de remocioacuten de TPH entreel 7403 y 8709 en 40 diacuteas y 87 94 y 95en 120 diacuteas con la aplicacioacuten de los consorcios
microbianos obtenidos y la metodologiacutea apli-cada en el proceso de biorremediacioacuten en laspruebas de campo
Se pudo evidenciar que estos residuos de-
positados en los suelos no son degradados sinla realizacioacuten de un adecuado tratamiento
El uso de microorganismos nativos re-
presenta una alternativa para reducir la conta-minacioacuten generada por residuos peligrosos y
recuperacioacuten de zonas impactadas
Agradecimientos
A la Corporacioacuten Autoacutenoma Regional
para la Defensa de la Meseta de Bucaraman-ga ( CDMB ) Al personal de los laboratorios de
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Biorremediacioacuten de lodos contaminados con aceites lubricantes usados 155
la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales( PTAR ) de Riacuteo Friacuteo (Giroacuten Santander Colom-bia) Al laboratorio de Control de Calidad de
Aguas del Acueducto Metropolitano de Buca-ramanga ( AMB ) Al programa de Bacteriologiacutea
y Laboratorio Cliacutenico de la Universidad de San-tander ( UDES ) y a los estudiantes que llevarona cabo las pruebas de campo del proceso deBiorremediacioacuten
Anexo
Microorganismos aislados en el Proyecto de Biorremediacioacuten fase I por estudiantes de la UDES
Morfologiacutea
Bacilos gram negativos Bacilos gram positivos Cocos gram positivos Hongos
Pseudomonas aeruginosa (S1)
Pseudomonas puacutetida (S2)Oerskovia species Micrococcus spp(M) Aspergillus spp(F)
Citrobacter freundii Bacillus brevis (CU) Trichoderma spp(H)
Proteus mirabilis Proteus
vulgaris Proteus penneriNocardia spp(CK) Fusarium spp
Acinetobacter iwoffi (I) Actinomyces Rhizopus spp (D)
Morganella morganni Bacillus megaterium
Alcaligenes spp
Hafnia alves
Citrobacter diversus (CT)
Enterobacter cloacae
Klebsiella oxytoca
Klebsiella ozaenae
Achromobacter species
Escherichia coli (C)
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Tabla 1 Conformacioacuten de cada biopila del tratamiento 1 Proporcioacuten de 41 de lodo contaminado
lodo deshidratado Concentracioacuten inicial en cada biopila 212745 ppm de TPH
Biopila Microorganismos
No 1 Testigo
No 2
Acinetobacter spp (I )
Bacillus spp ( A)
Micrococcus spp (M)
Aspergillus niacuteger ( G )
No 3
Citrobacter spp ( E)
Acinetobacter spp ( I )
Nocardia spp ( CK)
Trichoderma spp (H))
No 4 Acinetobacter spp ( I )Pseudomonas aureuginosa (S1 Pseudomonas spp (S2)
Trichoderma spp (H)
No 5
Pseudomonas aureuginosa (S1) Pseudomonas spp (S2)
Citrobacter spp ( E)
Trichoderma spp ( H)
Fuente las autoras
El segundo grupo estuvo conformadopor 8 biopilas constituidas por lodo deshi-
dratado (proveniente de tratamiento primariode aguas residuales domeacutesticas) usadas como
aporte de materia orgaacutenica y lodo contamina-do con aceites lubricantes usados provenien-
tes del sistema de alcantarillado de la zonaindustrial
Figura 2 Disposicioacuten de las 8 biopilas para el trabajo de campo
Fuente las autoras
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Tabla 2 Grupo de 8 biopilas se aplicoacute bioaumentacioacuten los diacuteas 1-30-60-90 Tiempo total 120 diacuteas
Biopila Microorganismo - coacutedigo Relacioacuten lodos TPH ppm
No 1
Acinetobacter spp (I)
Micrococcus spp ( M )
E coli ( C)
Bacillus spp (CU)
Rhizopus spp ( D)
14 una parte lodo alcantarillado zona
industrial-4 partes lodo deshidratado PTAR20600
No 2
Acinetobacter spp (I)
Citrobacter spp (CT)
Nocardia spp (CK)
Rhizopus spp ( D)
14 una parte lodo alcantarillado
industrial-4 partes lodo deshidratado PTAR20600
No 3
Pseudomona aureuginosa (S1)Pseudomonas putida (S2)
Aspergillus spp (F)
Trichoderma spp (H) )
14 una parte lodo alcantarillado zona
industrial-4 partes lodo deshidratado PTAR20600
No 4
Acinetobacter spp ( I)
Bacillus spp ( CU)
Micrococcus spp (M)
Pseudomonas putida (S2)
Trichoderma spp ( H)
14 una parte lodo alcantarillado zona
industrial-4 partes lodo deshidratado PTAR20600
No 5
Pseudomonas aureuginosa (S1)
E coli ( C)
Nocardia spp (CK)
Trichoderma spp) (H)
11 partes de lodo alcantarillado zona
industrial y lodo deshidratado de la PTAR 30150
No 6
Pseudomonas putida (S2)
Acinetobacter spp ( I )
Micrococcus spp ( M )
Trichoderma spp ( H)
11 partes de lodo alcantarillado zona
industrial y lodo deshidratado de la PTAR30150
No 7
Pseudomonas aureuginosa ( S1)
Bacillus spp (CU)
Micrococcus spp (M )
Rhizopus spp) ( D)
41 partes de lodo de zona industrial y
una parte de lodo deshidratado PTAR39660
No 8 Acinetobacter spp ( I )
Pseudomonas putida ( S2)
Nocardia spp (CK)
Trichoderma spp (H)
41 partes de lodo de zona industrial y
una parte de lodo deshidratado PTAR
39660
Fuente las autoras
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A los dos grupos se les monitorearon pa-raacutemetros como temperatura y humedad diaria-mente por la prueba del puntildeo y en laboratorio
por teacutecnica gravimeacutetrica cada ocho diacuteas paramantener un nivel cercano entre 60-70 en
caso necesario se adicionoacute agua corriente pHcada 10 diacuteas con el uso del potencioacutemetro re-
cuento de microorganismos viables antes y 72horas posteriores a la adicioacuten de los inoacuteculos
bacterianos adicioacuten de nutrientes NPK (15-15-15 ) 100 g disueltos en agua en los diacuteas 8-16-24del montaje y aireacioacuten (por volteos manuales)
durante la aplicacioacuten de los microorganismos
Anaacutelisis fiacutesico-quiacutemico
Las determinaciones de TPH se realizaronpor extraccioacuten soxhlet por 72 horas concentra-
cioacuten y determinacioacuten por gravimetriacutea (5520 D)determinacioacuten de grasas y aceites por extraccioacuten
soxhlet ( ISOTR 11046) y plomo por absorcioacutenatoacutemica pre durante y postratamiento en los la-
boratorios certicados (Laboratorio de ConsultasIndustriales de la Universidad Industrial de San-tander Laboratorio de Quiacutemica de la Universidad
de Santander Laboratorio de Control de Calidad
del Acueducto Metropolitano de Bucaramanga yLaboratorio de la PTAR - Riacuteo Friacuteo)
Anaacutelisis estadiacutestico
En los dos ensayos se analizoacute la variable
continua TPH en ppm mediante el meacutetodo demodelos mixtos lineales en bloques aleatorios
completos (Littell et al 2006) donde el efecto
de bloque es dado por el tiempo y se considera
un efecto aleatorio y el factor experimental por
evaluar es el tipo de tratamiento y se considera
un efecto jo En el primer ensayo se realizaron
contrastes seleccionados entre la biopila 1 y las
biopilas 2 3 4 y 5 (Littell et al 2006)
Resultados
Se aislaron 22 microorganismos de im-
portancia en procesos de biorremediacioacuten
en la fase 1 del proyecto dentro de los que se
encuentran gram positivos gram negativos y
hongos (ver Anexo) los que posteriormente
se utilizaron para la conformacioacuten de consor-
cios y la aplicacioacuten en las diferentes biopilas
para llevar a cabo el proceso de descontami-
nacioacuten de los TPH presentes en los lodos con-
taminados
La variacioacuten del pH y la temperatura a tra- veacutes del proceso se observan en la tabla 3
Tabla 3 Lecturas promedio de pH y temperatura en cada una de las biopilas durante 30 diacuteas en el
primer ensayo con 5 biopilas
Fecha
Biopila 1 Biopila 2 Biopila 3 Biopila 4 Biopila 5
pHTempe-
ratura ordmCpH
Tempe-
ratura ordmCpH
Tempe-
ratura ordmCpH
Tempe-
ratura ordmCpH
Tempe-
ratura ordmC
Diciembre
26 0579 22 62 23 73 23 64 23 72 23
Enero 3
2006
80 24 69 23 73 23 65 23 73 23
Enero 10
200681 26 73 25 75 26 67 26 76 23
Enero 17
200682 26 71 25 73 26 67 26 75 24
Enero 262006
82 26 69 23 74 25 64 25 76 26
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En el primer ensayo se evaluoacute el efecto de5 diferentes tratamientos para la degradacioacutende residuos contaminantes en lodos provenien-tes de lavaderos de carros en la respuesta deter-minada por la concentracioacuten de TPH en ppm
en un periodo experimental de 40 diacuteas con ob-servaciones tomadas a los diacuteas 0 15 30 y 40En la tabla 4 se observan las concentracionesiniciales y nales de TPH y los porcentajes deremocioacuten de TPH en cada biopila
Tabla 4 Porcentaje de remocioacuten de TPH por el meacutetodo de extraccioacuten Soxhlet en 72 horas para
determinar efecto de los microorganismos inoculados en cada una de las biopilas
Nordm Biopila Inoacuteculos
Concentracioacuten
inicial TPH
(ppm)
Concentracioacuten
final TPH
(ppm))
Remocioacuten
Tiempo de
Remocioacuten
(diacuteas)
1 (control
negativo)Sin inoacuteculo 212745
197853
197838
197837
69
70
70
15
30
40
2
Bacterias
A I M
Hongo G
212745
1595588
1294804
1152301
249
391
458
15
30
40
3
Bacterias
E I CK
Hongo H
212745
1416862
11899015
972512
334
441
5428
15
30
40
4
Bacterias
S1 S2 I
Hongo H
212745
1219019
598939
274528
42
718
8709
15
30
40
5BacteriasS1 S2
Hongo H
21274514104977225
552311
337637
7403
1530
40
La concentracioacuten de plomo pretratamien-to en el lodo contaminado fue 90 mgl
Los resultados obtenidos de la determi-nacioacuten de Pb a los 40 diacuteas postratamiento porel meacutetodo de absorcioacuten atoacutemica se reportan enla tabla 5
Tabla 5 Resultados de plomo (Pb)Postratamiento Meacutetodo de absorcioacuten atoacutemica
BiopilaPb
mgl
1 70
2 90
3 80
5 60
En la graacuteca 1 se observa la variacioacuten delas concentraciones de TPH en ppm a traveacutesdel tiempo en las 5 biopilas Todas las biopilaspartieron de la misma concentracioacuten de TPH labiopila control presentoacute una disminucioacuten miacuteni-ma de TPH mientras que las biopilas 2 3 4 y5 presentaron una disminucioacuten aparentemente
signicativa en los 40 diacuteas del experimentoPara determinar la existencia de diferen-
cias estadiacutesticamente signicativas entre lostratamientos se ajustoacute un modelo lineal mixtoa los datos (tabla 6) La prueba de signican-cia del modelo presentada en la tabla 7 reveladiferencias signicativas entre los tratamientosEn la tabla 8 se observan los contrastes selec-cionados comparando la biopila control con las
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Biorremediacioacuten de lodos contaminados con aceites lubricantes usados 149
biopilas 2 3 4 y 5 Los contrastes muestranevidencias de diferencias signicativas al ni-
vel de signicancia 005 entre la biopila con-
trol y la biopila 2 y al nivel de signicancia001 entre la biopila control y las biopilas 34 y 5
Graacutefca 1 Variacioacuten de las concentraciones de TPH en cuarenta diacuteas
Tabla 6 Estimados y errores estaacutendar de los paraacutemetros del modelo lineal mixto utilizado para el
anaacutelisis de bloques aleatorios completos del ensayo en el cual se evaluoacute el efecto de 5 diferentes
tratamientos para la degradacioacuten de lodos provenientes de lavaderos de carros en la respuesta
determinada por la concentracioacuten de TPH en ppm en un periodo experimental de 40 diacuteas conobservaciones tomadas a los diacuteas 0 15 30 y 40
Efectos fijos
Paraacutemetro Estimado Error Standard p-valor
Intercepto 12156 283693 00234
Biopila 1 800057 20711 00023
Biopila 2 326911 20711 01404
Biopila 3 211056 20711 03283
Biopila 4 -160641 20711 0453
Efectos aleatorios
Tiempo 0 630534 266517
Tiempo 15 68051 266517
Tiempo 30 -264993 266517
Tiempo 40 -433593 266517
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Tabla 7 Significancia de los efectos fijos del tratamiento del modelo lineal mixto utilizado
para el anaacutelisis de bloques aleatorios completos del ensayo en el cual se evaluoacute el efecto
de 5 diferentes tratamientos para la degradacioacuten de lodos provenientes de lavaderos de carros
en la respuesta determinada por la concentracioacuten de TPH en ppm en un periodo experimental
de 40 diacuteas con observaciones tomadas a los diacuteas 0 15 30 y 40
Efecto GL num GL Den Valor F p-valor
Tratamiento 4 12 63 00057
Tabla 8 Contrastes entre la biopila control negativo y las biopilas 2 3 4 y 5 al final del periodo
experimental para las pruebas en las cuales se evaluacutea el efecto de 5 diferentes tratamientos
para la degradacioacuten de lodos provenientes de lavaderos de carros en la respuesta determinada
por la concentracioacuten de TPH en ppm en un periodo experimental de 40 diacuteas
con observaciones tomadas a los diacuteas 0 15 30 y 40
Contraste GL Num GL Den Valor F p-valor
Biopila 1 vs Biopila 2 1 12 522 00413
Biopila 1 vs Biopila 3 1 12 809 00148
Biopila 1 vs Biopila 4 1 12 2152 00006
Biopila 1 vs Biopila 5 1 12 1492 00023
El anaacutelisis de la signicancia de los efec-
tos jos del modelo revela que al menos uno
de los paraacutemetros del modelo mixto lineal es
signicativo
La tabla de contrastes revela diferencias sig-
nicativas entre la biopila control y las biopilas 3
4 y 5 a los niveles de signicancia α=005 y entre
la biopila control y las biopilas 4 y 5 al nivel de
signicancia α=001 demostrando que el trata-
miento realizado y la aplicacioacuten de cultivo mixto
de microorganismos fue eciente en la desconta-
minacioacuten de los lodos con residuos de TPH
En el segundo ensayo se evaluoacute el efec-to de 8 diferentes tratamientos para la degra-
dacioacuten de lodos contaminados con TPH del
sistema de alcantarillado de la zona industrial
de Bucaramanga mediante la concentracioacuten de
TPH en ppm (partes por milloacuten) en un perio-
do experimental de 120 diacuteas con observaciones
tomadas a los diacuteas 0 y 120 En la tabla 9 se
presentan los tratamientos bajo investigacioacuten y
los porcentajes de remocioacuten de TPH de cada
tratamiento al nal de un periodo experimental
de 120 diacuteas
La graacuteca 2 muestra el cambio en la con-
centracioacuten de TPH en ppm en un periodo de
120 diacuteas Todas las biopilas bajo estudio presen-
taron una disminucioacuten en la concentracioacuten de
TPH en el periodo experimental observaacutendose
mayor concentracioacuten en las biopilas 7 y 8
A los datos del segundo ensayo se les ajus-
toacute un modelo mixto lineal los estimados y los
errores estaacutendar El modelo reveloacute que no hay
diferencias signicativas entre los estimados delos efectos y este hallazgo y se conrmoacute en la
prueba general del modelo que se presentoacute en
la tabla 9 La conclusioacuten para este experimento
es que no hay efecto de las diferentes biopilas
en la concentracioacuten de TPH en ppm conside-
rando como efectos aleatorios las dos medicio-
nes de tiempo a los 0 y 120 diacuteas de periodo
experimental
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Tabla 9 Porcentaje de remocioacuten de TPH por el meacutetodo de extraccioacuten Soxhlet por 72 horas
concentracioacuten y determinacioacuten gravimeacutetrica para determinar la eficacia de remocioacuten
de los microorganismos inoculados en cada una de las biopilas en un periodo de 120 diacuteas
Nordm
BiopilasInoacuteculos
Proporcioacuten
Lodo contaminado
lodo
deshidratado
Concentracioacuten
inicial TPH
(ppm)
Concentracioacuten
final TPH (ppm)
Remocioacuten
1
Bacterias
I M C CU
Hongos D
14 20600 10600 48
2
Bacterias
I CT CK
Hongos H
14 20600 890 95
3Bacterias S1 S2
Hongos F H14 20600 980 95
4
Bacterias
I CU M S2
Hongos H
14 20600 1080 94
5Bacterias S1 C CK
Hongos H11 30150 1940 93
6Bacterias S2 I M
Hongos D11 30150 2870 90
7Bacterias S1 CU M
Hongos D41 396607 7630 80
8
Bacterias
I S1 CK
Hongos H
41 396605 5110 87
Graacutefca 2 Concentracioacuten de TPH en un periodo de 120 diacuteas
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Tabla 10 Estimados y errores estaacutendar de los paraacutemetros del modelo lineal mixto utilizado para el
anaacutelisis de bloques aleatorios completos del experimento en el cual se evaluoacute el efecto de 8 diferentes
tratamientos para la degradacioacuten de lodos provenientes del sistema de alcantarillado de la ciudad en la
respuesta determinada por la concentracioacuten de TPH en ppm en un periodo experimental de 120 diacuteas
con observaciones tomadas a los diacuteas 0 y 120
Efectos fijos
Efecto Estimado Error estaacutendar Pr gt |t|
Intercepto 22385 12518 03246
Biopila 1 -6785 571826 02741
Biopila 2 -11640 571826 00812
Biopila 3 -11595 571826 00822
Biopila 4 -11545 571826 00833
Biopila 5 -6340 571826 03042
Biopila 6 -5875 571826 03384
Biopila 7 1260 571826 08319
Efectos aleatorios
Estimado Error estaacutendar
11761 11931
Tiempo 1 -11761 11931
Tabla 11 Significancia de los efectos fijos del tratamiento del modelo lineal mixto utilizado para el
anaacutelisis de bloques aleatorios completos del experimento en el cual se evaluoacute el efecto de 8 diferentes
tratamientos para la degradacioacuten de lodos provenientes del sistema de alcantarillado de la ciudad en la
respuesta determinada por la concentracioacuten de TPH en ppm en un periodo experimental de 120 diacuteas
con observaciones tomadas a los diacuteas 0 y 120
Efecto GL Num GL Den Valor de F p-valor
Tratamiento 7 7 158 02806
El anaacutelisis muestra que no hay efecto delas diferentes biopilas en la concentracioacuten de
TPH en ppm considerando como efectos alea-torios las dos mediciones de tiempo a los 0 y120 diacuteas de periodo experimental
La concentracioacuten inicial de plomo en ellodo contaminado fue de 1222 mgl y en loslodos postratamiento 8895 mgl La determi-nacioacuten de la demanda quiacutemica de oxiacutegeno y la
concentracioacuten de plomo de los lixiviados pro-ducidos durante el tratamiento de cada biopila
es necesaria para llevar a cabo una adecuada eli-
minacioacuten En la tabla 12 se observan los datos
de la DQO rerieacutendose a menos de 2000 mg
Lt Los niveles bajos de DQO sentildealan que los
contaminantes presentes en la mezclas fueron
degradados oacuteptimamente por los microorganis-
mos inoculados En las biopilas 2 6 y 7 donde
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se observan resultados de maacutes de 1000 mgLtaunque no es una concentracioacuten considerableindica que hay presencia de contaminantes queposiblemente fueron arrastrados por lixivia-cioacuten En la tabla 13 se observan las concentra-ciones de plomo resultantes en algunos casosson altas por lo que debe ser planeado un pos-terior tratamiento de estos lixiviados
Tabla 12 Concentraciones de DQO
por espectrofotometriacutea de los lixiviados
postratamiento del segundo ensayo
con 8 biopilas
Biopila NdegDQO
mglt
1 523
2 1074
3 382
4 234
5 514
6 1077
7 1222
8 533
Tabla 13 Determinacioacuten de plomo por la
teacutecnica de absorcioacuten atoacutemica de los lixiviados
postratamiento
Biopila NdegPlomo
mgl
1 1508
2 1103
3 1895
4 1167
5 2538
6 972
7 2823
8 17107
Tabla 14 Determinacioacuten de grasas y aceites
postratamiento por el meacutetodo gravimeacutetrico
por extraccioacuten Soxhlet
BiopilaGrasas y aceites
mgl
1 300
2 6766
3 3733
4 1896
5 2563
6 11913
7 15075
8 2650
Discusioacuten
Estudios realizados para el Instituto del
Petroacuteleo de Norteameacuterica ( API ) (Brisio 2005)
sobre tratamiento de suelos contaminados con
residuos de petroacuteleo demuestran que el 70-
90 es removido en diferentes tiempos conconcentraciones entre 10000 a 50000 ppm las
concentraciones de este estudio se encontraron
entre 19000 y 39000 ppm logrando remocio-
nes similares entre (74 al 95) en los dos ensa-
yos en 40 y 120 diacuteas
La fase experimental de los trabajos de
biorremediacioacuten de suelos contaminados con
aceites lubricantes usados (residuo peligroso)
y la evaluacioacuten de consorcios microbianos con
capacidad degradadora de residuos de hidro-
carburos y su aplicacioacuten muestran la alta simi-litud que presentan en tiempo y porcentajes de
remocioacuten en los dos grupos de biopilas tenien-
do en cuenta los microorganismos inoculados
y las proporciones de lodos donde se compara
con los resultados obtenidos por otros auto-
res (Benavides et al 2006 Corona et al 2004)
demostrando la gran importancia del inoacuteculo
microbiano para transformar y utilizar el con-
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154 Rev Colomb Biotecnol Vol XII No 1 Julio 2010 141-157
taminante como fuente de energiacutea en el proce-so de biorremediacioacuten
Se lograron porcentajes importantes (74-95) de descontaminacioacuten en tiempos cortosde 40 y 120 diacuteas comparados con los tiemposde 9-12 meses del trabajo realizado por Tetta-manti et al (2003) de igual forma se obtuvie-ron mayores remociones que la reportada enel trabajo de biorremediacioacuten de hidrocarburosde los sedimentos de la bahiacutea de La Habanade Nuacutentildeez et al (2005) del 48 con el cultivomixto aislado de dicha bahiacutea
Experiencias de biorremediacioacuten de sue-
los por teacutecnicas bioloacutegicas en la provincia deSanta Cruz (2002) y trabajos realizados por
Total Petroleum Hydrocarbon Criteria Wor-king Group Series ( TPHCWG 1998) en sue-los contaminados con concentraciones entre20000-55000 ppm como grasas y aceitesfueron degradados entre 2 y 3 antildeos (Brisio2005) otros estudios realizados por Huese-mann y Moore (1993) muestran que el 93de los hidrocarburos saturados y el 74 de losaromaacuteticos fue degradado en suelo arenoso deMichigan ( EEUU ) con una concentracioacuten ini-
cial de 30000 ppm TPH el estudio tambieacutenindica que la fraccioacuten polar fue resistente a ladegradacioacuten durante los 5 meses que duroacute elestudio
Las cepas aisladas e identicadas de loslodos contaminados con capacidad degradado-ra de hidrocarburos han sido reportadas en laliteratura dentro de ellas tenemos gram nega-tivas ( Pseudomonas aeruginosa Citrobacter freundii
Proteus mirabilis Proteus vulgaris Proteus penneri
Acinetobacter iwof entre otras) y gram positivas( Oerskovia species Bacillus brevis Nocardia spp Ac-
tinomyces spp y Bacillus megaterium Micrococcusspp) (Benavides et al 2006) y cepas de hongos( Aspergillus spp Trichoderma spp Fusarium spp y
Rhizopus spp ) Las pruebas de degradabilidadcompetitividad y compatibilidad realizadas aestas bacterias y hongos nos permitieron eva-luar que Pseudomonas aureuginosa y Psedomonas pu-
tida son microorganismos con alta capacidaddegradadora de TPH sin restarle importancia
a otros microorganismos (Arauacutejo et al 2005Corona et al 2004 Vintildeas 2005)
El uso de cultivos mixtos o pool bacte-riano favorece una degradacioacuten mayor con eluso de bioestimulacioacuten (Caacuterdenas 2006) sien-
do mayor el tiempo utilizado por este autor yporcentajes de remocioacuten de TPH similares a loslogrados en este trabajo
La aplicacioacuten de lodos provenientes detratamiento de aguas residuales domeacutesticas uti-
lizadas como esponjante y aporte de energiacutea auna concentracioacuten del 25 y una concentra-cioacuten inicial de TPH de 212745 ppm es una
buena opcioacuten ya que se obtuvieron remocionesde TPH de 458 5428 7403 y 8709 en 40diacuteas las diferencias estaacuten dadas seguacuten el pool demicroorganismos aplicados estos contrastancon los resultados reportados por Caacuterdenas et
al (2004) en las concentraciones de 30 de lo-dos obteniendo porcentajes menores de remo-cioacuten como 4198 y 4746 en tres meses y una
concentracioacuten inicial de 4000 ppm de TPH
Conclusiones
Con este trabajo se lograron porcenta-jes considerables de remocioacuten de TPH entreel 7403 y 8709 en 40 diacuteas y 87 94 y 95en 120 diacuteas con la aplicacioacuten de los consorcios
microbianos obtenidos y la metodologiacutea apli-cada en el proceso de biorremediacioacuten en laspruebas de campo
Se pudo evidenciar que estos residuos de-
positados en los suelos no son degradados sinla realizacioacuten de un adecuado tratamiento
El uso de microorganismos nativos re-
presenta una alternativa para reducir la conta-minacioacuten generada por residuos peligrosos y
recuperacioacuten de zonas impactadas
Agradecimientos
A la Corporacioacuten Autoacutenoma Regional
para la Defensa de la Meseta de Bucaraman-ga ( CDMB ) Al personal de los laboratorios de
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Biorremediacioacuten de lodos contaminados con aceites lubricantes usados 155
la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales( PTAR ) de Riacuteo Friacuteo (Giroacuten Santander Colom-bia) Al laboratorio de Control de Calidad de
Aguas del Acueducto Metropolitano de Buca-ramanga ( AMB ) Al programa de Bacteriologiacutea
y Laboratorio Cliacutenico de la Universidad de San-tander ( UDES ) y a los estudiantes que llevarona cabo las pruebas de campo del proceso deBiorremediacioacuten
Anexo
Microorganismos aislados en el Proyecto de Biorremediacioacuten fase I por estudiantes de la UDES
Morfologiacutea
Bacilos gram negativos Bacilos gram positivos Cocos gram positivos Hongos
Pseudomonas aeruginosa (S1)
Pseudomonas puacutetida (S2)Oerskovia species Micrococcus spp(M) Aspergillus spp(F)
Citrobacter freundii Bacillus brevis (CU) Trichoderma spp(H)
Proteus mirabilis Proteus
vulgaris Proteus penneriNocardia spp(CK) Fusarium spp
Acinetobacter iwoffi (I) Actinomyces Rhizopus spp (D)
Morganella morganni Bacillus megaterium
Alcaligenes spp
Hafnia alves
Citrobacter diversus (CT)
Enterobacter cloacae
Klebsiella oxytoca
Klebsiella ozaenae
Achromobacter species
Escherichia coli (C)
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146 Rev Colomb Biotecnol Vol XII No 1 Julio 2010 141-157
Tabla 2 Grupo de 8 biopilas se aplicoacute bioaumentacioacuten los diacuteas 1-30-60-90 Tiempo total 120 diacuteas
Biopila Microorganismo - coacutedigo Relacioacuten lodos TPH ppm
No 1
Acinetobacter spp (I)
Micrococcus spp ( M )
E coli ( C)
Bacillus spp (CU)
Rhizopus spp ( D)
14 una parte lodo alcantarillado zona
industrial-4 partes lodo deshidratado PTAR20600
No 2
Acinetobacter spp (I)
Citrobacter spp (CT)
Nocardia spp (CK)
Rhizopus spp ( D)
14 una parte lodo alcantarillado
industrial-4 partes lodo deshidratado PTAR20600
No 3
Pseudomona aureuginosa (S1)Pseudomonas putida (S2)
Aspergillus spp (F)
Trichoderma spp (H) )
14 una parte lodo alcantarillado zona
industrial-4 partes lodo deshidratado PTAR20600
No 4
Acinetobacter spp ( I)
Bacillus spp ( CU)
Micrococcus spp (M)
Pseudomonas putida (S2)
Trichoderma spp ( H)
14 una parte lodo alcantarillado zona
industrial-4 partes lodo deshidratado PTAR20600
No 5
Pseudomonas aureuginosa (S1)
E coli ( C)
Nocardia spp (CK)
Trichoderma spp) (H)
11 partes de lodo alcantarillado zona
industrial y lodo deshidratado de la PTAR 30150
No 6
Pseudomonas putida (S2)
Acinetobacter spp ( I )
Micrococcus spp ( M )
Trichoderma spp ( H)
11 partes de lodo alcantarillado zona
industrial y lodo deshidratado de la PTAR30150
No 7
Pseudomonas aureuginosa ( S1)
Bacillus spp (CU)
Micrococcus spp (M )
Rhizopus spp) ( D)
41 partes de lodo de zona industrial y
una parte de lodo deshidratado PTAR39660
No 8 Acinetobacter spp ( I )
Pseudomonas putida ( S2)
Nocardia spp (CK)
Trichoderma spp (H)
41 partes de lodo de zona industrial y
una parte de lodo deshidratado PTAR
39660
Fuente las autoras
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Biorremediacioacuten de lodos contaminados con aceites lubricantes usados 147
A los dos grupos se les monitorearon pa-raacutemetros como temperatura y humedad diaria-mente por la prueba del puntildeo y en laboratorio
por teacutecnica gravimeacutetrica cada ocho diacuteas paramantener un nivel cercano entre 60-70 en
caso necesario se adicionoacute agua corriente pHcada 10 diacuteas con el uso del potencioacutemetro re-
cuento de microorganismos viables antes y 72horas posteriores a la adicioacuten de los inoacuteculos
bacterianos adicioacuten de nutrientes NPK (15-15-15 ) 100 g disueltos en agua en los diacuteas 8-16-24del montaje y aireacioacuten (por volteos manuales)
durante la aplicacioacuten de los microorganismos
Anaacutelisis fiacutesico-quiacutemico
Las determinaciones de TPH se realizaronpor extraccioacuten soxhlet por 72 horas concentra-
cioacuten y determinacioacuten por gravimetriacutea (5520 D)determinacioacuten de grasas y aceites por extraccioacuten
soxhlet ( ISOTR 11046) y plomo por absorcioacutenatoacutemica pre durante y postratamiento en los la-
boratorios certicados (Laboratorio de ConsultasIndustriales de la Universidad Industrial de San-tander Laboratorio de Quiacutemica de la Universidad
de Santander Laboratorio de Control de Calidad
del Acueducto Metropolitano de Bucaramanga yLaboratorio de la PTAR - Riacuteo Friacuteo)
Anaacutelisis estadiacutestico
En los dos ensayos se analizoacute la variable
continua TPH en ppm mediante el meacutetodo demodelos mixtos lineales en bloques aleatorios
completos (Littell et al 2006) donde el efecto
de bloque es dado por el tiempo y se considera
un efecto aleatorio y el factor experimental por
evaluar es el tipo de tratamiento y se considera
un efecto jo En el primer ensayo se realizaron
contrastes seleccionados entre la biopila 1 y las
biopilas 2 3 4 y 5 (Littell et al 2006)
Resultados
Se aislaron 22 microorganismos de im-
portancia en procesos de biorremediacioacuten
en la fase 1 del proyecto dentro de los que se
encuentran gram positivos gram negativos y
hongos (ver Anexo) los que posteriormente
se utilizaron para la conformacioacuten de consor-
cios y la aplicacioacuten en las diferentes biopilas
para llevar a cabo el proceso de descontami-
nacioacuten de los TPH presentes en los lodos con-
taminados
La variacioacuten del pH y la temperatura a tra- veacutes del proceso se observan en la tabla 3
Tabla 3 Lecturas promedio de pH y temperatura en cada una de las biopilas durante 30 diacuteas en el
primer ensayo con 5 biopilas
Fecha
Biopila 1 Biopila 2 Biopila 3 Biopila 4 Biopila 5
pHTempe-
ratura ordmCpH
Tempe-
ratura ordmCpH
Tempe-
ratura ordmCpH
Tempe-
ratura ordmCpH
Tempe-
ratura ordmC
Diciembre
26 0579 22 62 23 73 23 64 23 72 23
Enero 3
2006
80 24 69 23 73 23 65 23 73 23
Enero 10
200681 26 73 25 75 26 67 26 76 23
Enero 17
200682 26 71 25 73 26 67 26 75 24
Enero 262006
82 26 69 23 74 25 64 25 76 26
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En el primer ensayo se evaluoacute el efecto de5 diferentes tratamientos para la degradacioacutende residuos contaminantes en lodos provenien-tes de lavaderos de carros en la respuesta deter-minada por la concentracioacuten de TPH en ppm
en un periodo experimental de 40 diacuteas con ob-servaciones tomadas a los diacuteas 0 15 30 y 40En la tabla 4 se observan las concentracionesiniciales y nales de TPH y los porcentajes deremocioacuten de TPH en cada biopila
Tabla 4 Porcentaje de remocioacuten de TPH por el meacutetodo de extraccioacuten Soxhlet en 72 horas para
determinar efecto de los microorganismos inoculados en cada una de las biopilas
Nordm Biopila Inoacuteculos
Concentracioacuten
inicial TPH
(ppm)
Concentracioacuten
final TPH
(ppm))
Remocioacuten
Tiempo de
Remocioacuten
(diacuteas)
1 (control
negativo)Sin inoacuteculo 212745
197853
197838
197837
69
70
70
15
30
40
2
Bacterias
A I M
Hongo G
212745
1595588
1294804
1152301
249
391
458
15
30
40
3
Bacterias
E I CK
Hongo H
212745
1416862
11899015
972512
334
441
5428
15
30
40
4
Bacterias
S1 S2 I
Hongo H
212745
1219019
598939
274528
42
718
8709
15
30
40
5BacteriasS1 S2
Hongo H
21274514104977225
552311
337637
7403
1530
40
La concentracioacuten de plomo pretratamien-to en el lodo contaminado fue 90 mgl
Los resultados obtenidos de la determi-nacioacuten de Pb a los 40 diacuteas postratamiento porel meacutetodo de absorcioacuten atoacutemica se reportan enla tabla 5
Tabla 5 Resultados de plomo (Pb)Postratamiento Meacutetodo de absorcioacuten atoacutemica
BiopilaPb
mgl
1 70
2 90
3 80
5 60
En la graacuteca 1 se observa la variacioacuten delas concentraciones de TPH en ppm a traveacutesdel tiempo en las 5 biopilas Todas las biopilaspartieron de la misma concentracioacuten de TPH labiopila control presentoacute una disminucioacuten miacuteni-ma de TPH mientras que las biopilas 2 3 4 y5 presentaron una disminucioacuten aparentemente
signicativa en los 40 diacuteas del experimentoPara determinar la existencia de diferen-
cias estadiacutesticamente signicativas entre lostratamientos se ajustoacute un modelo lineal mixtoa los datos (tabla 6) La prueba de signican-cia del modelo presentada en la tabla 7 reveladiferencias signicativas entre los tratamientosEn la tabla 8 se observan los contrastes selec-cionados comparando la biopila control con las
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Biorremediacioacuten de lodos contaminados con aceites lubricantes usados 149
biopilas 2 3 4 y 5 Los contrastes muestranevidencias de diferencias signicativas al ni-
vel de signicancia 005 entre la biopila con-
trol y la biopila 2 y al nivel de signicancia001 entre la biopila control y las biopilas 34 y 5
Graacutefca 1 Variacioacuten de las concentraciones de TPH en cuarenta diacuteas
Tabla 6 Estimados y errores estaacutendar de los paraacutemetros del modelo lineal mixto utilizado para el
anaacutelisis de bloques aleatorios completos del ensayo en el cual se evaluoacute el efecto de 5 diferentes
tratamientos para la degradacioacuten de lodos provenientes de lavaderos de carros en la respuesta
determinada por la concentracioacuten de TPH en ppm en un periodo experimental de 40 diacuteas conobservaciones tomadas a los diacuteas 0 15 30 y 40
Efectos fijos
Paraacutemetro Estimado Error Standard p-valor
Intercepto 12156 283693 00234
Biopila 1 800057 20711 00023
Biopila 2 326911 20711 01404
Biopila 3 211056 20711 03283
Biopila 4 -160641 20711 0453
Efectos aleatorios
Tiempo 0 630534 266517
Tiempo 15 68051 266517
Tiempo 30 -264993 266517
Tiempo 40 -433593 266517
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Tabla 7 Significancia de los efectos fijos del tratamiento del modelo lineal mixto utilizado
para el anaacutelisis de bloques aleatorios completos del ensayo en el cual se evaluoacute el efecto
de 5 diferentes tratamientos para la degradacioacuten de lodos provenientes de lavaderos de carros
en la respuesta determinada por la concentracioacuten de TPH en ppm en un periodo experimental
de 40 diacuteas con observaciones tomadas a los diacuteas 0 15 30 y 40
Efecto GL num GL Den Valor F p-valor
Tratamiento 4 12 63 00057
Tabla 8 Contrastes entre la biopila control negativo y las biopilas 2 3 4 y 5 al final del periodo
experimental para las pruebas en las cuales se evaluacutea el efecto de 5 diferentes tratamientos
para la degradacioacuten de lodos provenientes de lavaderos de carros en la respuesta determinada
por la concentracioacuten de TPH en ppm en un periodo experimental de 40 diacuteas
con observaciones tomadas a los diacuteas 0 15 30 y 40
Contraste GL Num GL Den Valor F p-valor
Biopila 1 vs Biopila 2 1 12 522 00413
Biopila 1 vs Biopila 3 1 12 809 00148
Biopila 1 vs Biopila 4 1 12 2152 00006
Biopila 1 vs Biopila 5 1 12 1492 00023
El anaacutelisis de la signicancia de los efec-
tos jos del modelo revela que al menos uno
de los paraacutemetros del modelo mixto lineal es
signicativo
La tabla de contrastes revela diferencias sig-
nicativas entre la biopila control y las biopilas 3
4 y 5 a los niveles de signicancia α=005 y entre
la biopila control y las biopilas 4 y 5 al nivel de
signicancia α=001 demostrando que el trata-
miento realizado y la aplicacioacuten de cultivo mixto
de microorganismos fue eciente en la desconta-
minacioacuten de los lodos con residuos de TPH
En el segundo ensayo se evaluoacute el efec-to de 8 diferentes tratamientos para la degra-
dacioacuten de lodos contaminados con TPH del
sistema de alcantarillado de la zona industrial
de Bucaramanga mediante la concentracioacuten de
TPH en ppm (partes por milloacuten) en un perio-
do experimental de 120 diacuteas con observaciones
tomadas a los diacuteas 0 y 120 En la tabla 9 se
presentan los tratamientos bajo investigacioacuten y
los porcentajes de remocioacuten de TPH de cada
tratamiento al nal de un periodo experimental
de 120 diacuteas
La graacuteca 2 muestra el cambio en la con-
centracioacuten de TPH en ppm en un periodo de
120 diacuteas Todas las biopilas bajo estudio presen-
taron una disminucioacuten en la concentracioacuten de
TPH en el periodo experimental observaacutendose
mayor concentracioacuten en las biopilas 7 y 8
A los datos del segundo ensayo se les ajus-
toacute un modelo mixto lineal los estimados y los
errores estaacutendar El modelo reveloacute que no hay
diferencias signicativas entre los estimados delos efectos y este hallazgo y se conrmoacute en la
prueba general del modelo que se presentoacute en
la tabla 9 La conclusioacuten para este experimento
es que no hay efecto de las diferentes biopilas
en la concentracioacuten de TPH en ppm conside-
rando como efectos aleatorios las dos medicio-
nes de tiempo a los 0 y 120 diacuteas de periodo
experimental
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Tabla 9 Porcentaje de remocioacuten de TPH por el meacutetodo de extraccioacuten Soxhlet por 72 horas
concentracioacuten y determinacioacuten gravimeacutetrica para determinar la eficacia de remocioacuten
de los microorganismos inoculados en cada una de las biopilas en un periodo de 120 diacuteas
Nordm
BiopilasInoacuteculos
Proporcioacuten
Lodo contaminado
lodo
deshidratado
Concentracioacuten
inicial TPH
(ppm)
Concentracioacuten
final TPH (ppm)
Remocioacuten
1
Bacterias
I M C CU
Hongos D
14 20600 10600 48
2
Bacterias
I CT CK
Hongos H
14 20600 890 95
3Bacterias S1 S2
Hongos F H14 20600 980 95
4
Bacterias
I CU M S2
Hongos H
14 20600 1080 94
5Bacterias S1 C CK
Hongos H11 30150 1940 93
6Bacterias S2 I M
Hongos D11 30150 2870 90
7Bacterias S1 CU M
Hongos D41 396607 7630 80
8
Bacterias
I S1 CK
Hongos H
41 396605 5110 87
Graacutefca 2 Concentracioacuten de TPH en un periodo de 120 diacuteas
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152 Rev Colomb Biotecnol Vol XII No 1 Julio 2010 141-157
Tabla 10 Estimados y errores estaacutendar de los paraacutemetros del modelo lineal mixto utilizado para el
anaacutelisis de bloques aleatorios completos del experimento en el cual se evaluoacute el efecto de 8 diferentes
tratamientos para la degradacioacuten de lodos provenientes del sistema de alcantarillado de la ciudad en la
respuesta determinada por la concentracioacuten de TPH en ppm en un periodo experimental de 120 diacuteas
con observaciones tomadas a los diacuteas 0 y 120
Efectos fijos
Efecto Estimado Error estaacutendar Pr gt |t|
Intercepto 22385 12518 03246
Biopila 1 -6785 571826 02741
Biopila 2 -11640 571826 00812
Biopila 3 -11595 571826 00822
Biopila 4 -11545 571826 00833
Biopila 5 -6340 571826 03042
Biopila 6 -5875 571826 03384
Biopila 7 1260 571826 08319
Efectos aleatorios
Estimado Error estaacutendar
11761 11931
Tiempo 1 -11761 11931
Tabla 11 Significancia de los efectos fijos del tratamiento del modelo lineal mixto utilizado para el
anaacutelisis de bloques aleatorios completos del experimento en el cual se evaluoacute el efecto de 8 diferentes
tratamientos para la degradacioacuten de lodos provenientes del sistema de alcantarillado de la ciudad en la
respuesta determinada por la concentracioacuten de TPH en ppm en un periodo experimental de 120 diacuteas
con observaciones tomadas a los diacuteas 0 y 120
Efecto GL Num GL Den Valor de F p-valor
Tratamiento 7 7 158 02806
El anaacutelisis muestra que no hay efecto delas diferentes biopilas en la concentracioacuten de
TPH en ppm considerando como efectos alea-torios las dos mediciones de tiempo a los 0 y120 diacuteas de periodo experimental
La concentracioacuten inicial de plomo en ellodo contaminado fue de 1222 mgl y en loslodos postratamiento 8895 mgl La determi-nacioacuten de la demanda quiacutemica de oxiacutegeno y la
concentracioacuten de plomo de los lixiviados pro-ducidos durante el tratamiento de cada biopila
es necesaria para llevar a cabo una adecuada eli-
minacioacuten En la tabla 12 se observan los datos
de la DQO rerieacutendose a menos de 2000 mg
Lt Los niveles bajos de DQO sentildealan que los
contaminantes presentes en la mezclas fueron
degradados oacuteptimamente por los microorganis-
mos inoculados En las biopilas 2 6 y 7 donde
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Biorremediacioacuten de lodos contaminados con aceites lubricantes usados 153
se observan resultados de maacutes de 1000 mgLtaunque no es una concentracioacuten considerableindica que hay presencia de contaminantes queposiblemente fueron arrastrados por lixivia-cioacuten En la tabla 13 se observan las concentra-ciones de plomo resultantes en algunos casosson altas por lo que debe ser planeado un pos-terior tratamiento de estos lixiviados
Tabla 12 Concentraciones de DQO
por espectrofotometriacutea de los lixiviados
postratamiento del segundo ensayo
con 8 biopilas
Biopila NdegDQO
mglt
1 523
2 1074
3 382
4 234
5 514
6 1077
7 1222
8 533
Tabla 13 Determinacioacuten de plomo por la
teacutecnica de absorcioacuten atoacutemica de los lixiviados
postratamiento
Biopila NdegPlomo
mgl
1 1508
2 1103
3 1895
4 1167
5 2538
6 972
7 2823
8 17107
Tabla 14 Determinacioacuten de grasas y aceites
postratamiento por el meacutetodo gravimeacutetrico
por extraccioacuten Soxhlet
BiopilaGrasas y aceites
mgl
1 300
2 6766
3 3733
4 1896
5 2563
6 11913
7 15075
8 2650
Discusioacuten
Estudios realizados para el Instituto del
Petroacuteleo de Norteameacuterica ( API ) (Brisio 2005)
sobre tratamiento de suelos contaminados con
residuos de petroacuteleo demuestran que el 70-
90 es removido en diferentes tiempos conconcentraciones entre 10000 a 50000 ppm las
concentraciones de este estudio se encontraron
entre 19000 y 39000 ppm logrando remocio-
nes similares entre (74 al 95) en los dos ensa-
yos en 40 y 120 diacuteas
La fase experimental de los trabajos de
biorremediacioacuten de suelos contaminados con
aceites lubricantes usados (residuo peligroso)
y la evaluacioacuten de consorcios microbianos con
capacidad degradadora de residuos de hidro-
carburos y su aplicacioacuten muestran la alta simi-litud que presentan en tiempo y porcentajes de
remocioacuten en los dos grupos de biopilas tenien-
do en cuenta los microorganismos inoculados
y las proporciones de lodos donde se compara
con los resultados obtenidos por otros auto-
res (Benavides et al 2006 Corona et al 2004)
demostrando la gran importancia del inoacuteculo
microbiano para transformar y utilizar el con-
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154 Rev Colomb Biotecnol Vol XII No 1 Julio 2010 141-157
taminante como fuente de energiacutea en el proce-so de biorremediacioacuten
Se lograron porcentajes importantes (74-95) de descontaminacioacuten en tiempos cortosde 40 y 120 diacuteas comparados con los tiemposde 9-12 meses del trabajo realizado por Tetta-manti et al (2003) de igual forma se obtuvie-ron mayores remociones que la reportada enel trabajo de biorremediacioacuten de hidrocarburosde los sedimentos de la bahiacutea de La Habanade Nuacutentildeez et al (2005) del 48 con el cultivomixto aislado de dicha bahiacutea
Experiencias de biorremediacioacuten de sue-
los por teacutecnicas bioloacutegicas en la provincia deSanta Cruz (2002) y trabajos realizados por
Total Petroleum Hydrocarbon Criteria Wor-king Group Series ( TPHCWG 1998) en sue-los contaminados con concentraciones entre20000-55000 ppm como grasas y aceitesfueron degradados entre 2 y 3 antildeos (Brisio2005) otros estudios realizados por Huese-mann y Moore (1993) muestran que el 93de los hidrocarburos saturados y el 74 de losaromaacuteticos fue degradado en suelo arenoso deMichigan ( EEUU ) con una concentracioacuten ini-
cial de 30000 ppm TPH el estudio tambieacutenindica que la fraccioacuten polar fue resistente a ladegradacioacuten durante los 5 meses que duroacute elestudio
Las cepas aisladas e identicadas de loslodos contaminados con capacidad degradado-ra de hidrocarburos han sido reportadas en laliteratura dentro de ellas tenemos gram nega-tivas ( Pseudomonas aeruginosa Citrobacter freundii
Proteus mirabilis Proteus vulgaris Proteus penneri
Acinetobacter iwof entre otras) y gram positivas( Oerskovia species Bacillus brevis Nocardia spp Ac-
tinomyces spp y Bacillus megaterium Micrococcusspp) (Benavides et al 2006) y cepas de hongos( Aspergillus spp Trichoderma spp Fusarium spp y
Rhizopus spp ) Las pruebas de degradabilidadcompetitividad y compatibilidad realizadas aestas bacterias y hongos nos permitieron eva-luar que Pseudomonas aureuginosa y Psedomonas pu-
tida son microorganismos con alta capacidaddegradadora de TPH sin restarle importancia
a otros microorganismos (Arauacutejo et al 2005Corona et al 2004 Vintildeas 2005)
El uso de cultivos mixtos o pool bacte-riano favorece una degradacioacuten mayor con eluso de bioestimulacioacuten (Caacuterdenas 2006) sien-
do mayor el tiempo utilizado por este autor yporcentajes de remocioacuten de TPH similares a loslogrados en este trabajo
La aplicacioacuten de lodos provenientes detratamiento de aguas residuales domeacutesticas uti-
lizadas como esponjante y aporte de energiacutea auna concentracioacuten del 25 y una concentra-cioacuten inicial de TPH de 212745 ppm es una
buena opcioacuten ya que se obtuvieron remocionesde TPH de 458 5428 7403 y 8709 en 40diacuteas las diferencias estaacuten dadas seguacuten el pool demicroorganismos aplicados estos contrastancon los resultados reportados por Caacuterdenas et
al (2004) en las concentraciones de 30 de lo-dos obteniendo porcentajes menores de remo-cioacuten como 4198 y 4746 en tres meses y una
concentracioacuten inicial de 4000 ppm de TPH
Conclusiones
Con este trabajo se lograron porcenta-jes considerables de remocioacuten de TPH entreel 7403 y 8709 en 40 diacuteas y 87 94 y 95en 120 diacuteas con la aplicacioacuten de los consorcios
microbianos obtenidos y la metodologiacutea apli-cada en el proceso de biorremediacioacuten en laspruebas de campo
Se pudo evidenciar que estos residuos de-
positados en los suelos no son degradados sinla realizacioacuten de un adecuado tratamiento
El uso de microorganismos nativos re-
presenta una alternativa para reducir la conta-minacioacuten generada por residuos peligrosos y
recuperacioacuten de zonas impactadas
Agradecimientos
A la Corporacioacuten Autoacutenoma Regional
para la Defensa de la Meseta de Bucaraman-ga ( CDMB ) Al personal de los laboratorios de
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Biorremediacioacuten de lodos contaminados con aceites lubricantes usados 155
la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales( PTAR ) de Riacuteo Friacuteo (Giroacuten Santander Colom-bia) Al laboratorio de Control de Calidad de
Aguas del Acueducto Metropolitano de Buca-ramanga ( AMB ) Al programa de Bacteriologiacutea
y Laboratorio Cliacutenico de la Universidad de San-tander ( UDES ) y a los estudiantes que llevarona cabo las pruebas de campo del proceso deBiorremediacioacuten
Anexo
Microorganismos aislados en el Proyecto de Biorremediacioacuten fase I por estudiantes de la UDES
Morfologiacutea
Bacilos gram negativos Bacilos gram positivos Cocos gram positivos Hongos
Pseudomonas aeruginosa (S1)
Pseudomonas puacutetida (S2)Oerskovia species Micrococcus spp(M) Aspergillus spp(F)
Citrobacter freundii Bacillus brevis (CU) Trichoderma spp(H)
Proteus mirabilis Proteus
vulgaris Proteus penneriNocardia spp(CK) Fusarium spp
Acinetobacter iwoffi (I) Actinomyces Rhizopus spp (D)
Morganella morganni Bacillus megaterium
Alcaligenes spp
Hafnia alves
Citrobacter diversus (CT)
Enterobacter cloacae
Klebsiella oxytoca
Klebsiella ozaenae
Achromobacter species
Escherichia coli (C)
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Biorremediacioacuten de lodos contaminados con aceites lubricantes usados 147
A los dos grupos se les monitorearon pa-raacutemetros como temperatura y humedad diaria-mente por la prueba del puntildeo y en laboratorio
por teacutecnica gravimeacutetrica cada ocho diacuteas paramantener un nivel cercano entre 60-70 en
caso necesario se adicionoacute agua corriente pHcada 10 diacuteas con el uso del potencioacutemetro re-
cuento de microorganismos viables antes y 72horas posteriores a la adicioacuten de los inoacuteculos
bacterianos adicioacuten de nutrientes NPK (15-15-15 ) 100 g disueltos en agua en los diacuteas 8-16-24del montaje y aireacioacuten (por volteos manuales)
durante la aplicacioacuten de los microorganismos
Anaacutelisis fiacutesico-quiacutemico
Las determinaciones de TPH se realizaronpor extraccioacuten soxhlet por 72 horas concentra-
cioacuten y determinacioacuten por gravimetriacutea (5520 D)determinacioacuten de grasas y aceites por extraccioacuten
soxhlet ( ISOTR 11046) y plomo por absorcioacutenatoacutemica pre durante y postratamiento en los la-
boratorios certicados (Laboratorio de ConsultasIndustriales de la Universidad Industrial de San-tander Laboratorio de Quiacutemica de la Universidad
de Santander Laboratorio de Control de Calidad
del Acueducto Metropolitano de Bucaramanga yLaboratorio de la PTAR - Riacuteo Friacuteo)
Anaacutelisis estadiacutestico
En los dos ensayos se analizoacute la variable
continua TPH en ppm mediante el meacutetodo demodelos mixtos lineales en bloques aleatorios
completos (Littell et al 2006) donde el efecto
de bloque es dado por el tiempo y se considera
un efecto aleatorio y el factor experimental por
evaluar es el tipo de tratamiento y se considera
un efecto jo En el primer ensayo se realizaron
contrastes seleccionados entre la biopila 1 y las
biopilas 2 3 4 y 5 (Littell et al 2006)
Resultados
Se aislaron 22 microorganismos de im-
portancia en procesos de biorremediacioacuten
en la fase 1 del proyecto dentro de los que se
encuentran gram positivos gram negativos y
hongos (ver Anexo) los que posteriormente
se utilizaron para la conformacioacuten de consor-
cios y la aplicacioacuten en las diferentes biopilas
para llevar a cabo el proceso de descontami-
nacioacuten de los TPH presentes en los lodos con-
taminados
La variacioacuten del pH y la temperatura a tra- veacutes del proceso se observan en la tabla 3
Tabla 3 Lecturas promedio de pH y temperatura en cada una de las biopilas durante 30 diacuteas en el
primer ensayo con 5 biopilas
Fecha
Biopila 1 Biopila 2 Biopila 3 Biopila 4 Biopila 5
pHTempe-
ratura ordmCpH
Tempe-
ratura ordmCpH
Tempe-
ratura ordmCpH
Tempe-
ratura ordmCpH
Tempe-
ratura ordmC
Diciembre
26 0579 22 62 23 73 23 64 23 72 23
Enero 3
2006
80 24 69 23 73 23 65 23 73 23
Enero 10
200681 26 73 25 75 26 67 26 76 23
Enero 17
200682 26 71 25 73 26 67 26 75 24
Enero 262006
82 26 69 23 74 25 64 25 76 26
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En el primer ensayo se evaluoacute el efecto de5 diferentes tratamientos para la degradacioacutende residuos contaminantes en lodos provenien-tes de lavaderos de carros en la respuesta deter-minada por la concentracioacuten de TPH en ppm
en un periodo experimental de 40 diacuteas con ob-servaciones tomadas a los diacuteas 0 15 30 y 40En la tabla 4 se observan las concentracionesiniciales y nales de TPH y los porcentajes deremocioacuten de TPH en cada biopila
Tabla 4 Porcentaje de remocioacuten de TPH por el meacutetodo de extraccioacuten Soxhlet en 72 horas para
determinar efecto de los microorganismos inoculados en cada una de las biopilas
Nordm Biopila Inoacuteculos
Concentracioacuten
inicial TPH
(ppm)
Concentracioacuten
final TPH
(ppm))
Remocioacuten
Tiempo de
Remocioacuten
(diacuteas)
1 (control
negativo)Sin inoacuteculo 212745
197853
197838
197837
69
70
70
15
30
40
2
Bacterias
A I M
Hongo G
212745
1595588
1294804
1152301
249
391
458
15
30
40
3
Bacterias
E I CK
Hongo H
212745
1416862
11899015
972512
334
441
5428
15
30
40
4
Bacterias
S1 S2 I
Hongo H
212745
1219019
598939
274528
42
718
8709
15
30
40
5BacteriasS1 S2
Hongo H
21274514104977225
552311
337637
7403
1530
40
La concentracioacuten de plomo pretratamien-to en el lodo contaminado fue 90 mgl
Los resultados obtenidos de la determi-nacioacuten de Pb a los 40 diacuteas postratamiento porel meacutetodo de absorcioacuten atoacutemica se reportan enla tabla 5
Tabla 5 Resultados de plomo (Pb)Postratamiento Meacutetodo de absorcioacuten atoacutemica
BiopilaPb
mgl
1 70
2 90
3 80
5 60
En la graacuteca 1 se observa la variacioacuten delas concentraciones de TPH en ppm a traveacutesdel tiempo en las 5 biopilas Todas las biopilaspartieron de la misma concentracioacuten de TPH labiopila control presentoacute una disminucioacuten miacuteni-ma de TPH mientras que las biopilas 2 3 4 y5 presentaron una disminucioacuten aparentemente
signicativa en los 40 diacuteas del experimentoPara determinar la existencia de diferen-
cias estadiacutesticamente signicativas entre lostratamientos se ajustoacute un modelo lineal mixtoa los datos (tabla 6) La prueba de signican-cia del modelo presentada en la tabla 7 reveladiferencias signicativas entre los tratamientosEn la tabla 8 se observan los contrastes selec-cionados comparando la biopila control con las
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Biorremediacioacuten de lodos contaminados con aceites lubricantes usados 149
biopilas 2 3 4 y 5 Los contrastes muestranevidencias de diferencias signicativas al ni-
vel de signicancia 005 entre la biopila con-
trol y la biopila 2 y al nivel de signicancia001 entre la biopila control y las biopilas 34 y 5
Graacutefca 1 Variacioacuten de las concentraciones de TPH en cuarenta diacuteas
Tabla 6 Estimados y errores estaacutendar de los paraacutemetros del modelo lineal mixto utilizado para el
anaacutelisis de bloques aleatorios completos del ensayo en el cual se evaluoacute el efecto de 5 diferentes
tratamientos para la degradacioacuten de lodos provenientes de lavaderos de carros en la respuesta
determinada por la concentracioacuten de TPH en ppm en un periodo experimental de 40 diacuteas conobservaciones tomadas a los diacuteas 0 15 30 y 40
Efectos fijos
Paraacutemetro Estimado Error Standard p-valor
Intercepto 12156 283693 00234
Biopila 1 800057 20711 00023
Biopila 2 326911 20711 01404
Biopila 3 211056 20711 03283
Biopila 4 -160641 20711 0453
Efectos aleatorios
Tiempo 0 630534 266517
Tiempo 15 68051 266517
Tiempo 30 -264993 266517
Tiempo 40 -433593 266517
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Tabla 7 Significancia de los efectos fijos del tratamiento del modelo lineal mixto utilizado
para el anaacutelisis de bloques aleatorios completos del ensayo en el cual se evaluoacute el efecto
de 5 diferentes tratamientos para la degradacioacuten de lodos provenientes de lavaderos de carros
en la respuesta determinada por la concentracioacuten de TPH en ppm en un periodo experimental
de 40 diacuteas con observaciones tomadas a los diacuteas 0 15 30 y 40
Efecto GL num GL Den Valor F p-valor
Tratamiento 4 12 63 00057
Tabla 8 Contrastes entre la biopila control negativo y las biopilas 2 3 4 y 5 al final del periodo
experimental para las pruebas en las cuales se evaluacutea el efecto de 5 diferentes tratamientos
para la degradacioacuten de lodos provenientes de lavaderos de carros en la respuesta determinada
por la concentracioacuten de TPH en ppm en un periodo experimental de 40 diacuteas
con observaciones tomadas a los diacuteas 0 15 30 y 40
Contraste GL Num GL Den Valor F p-valor
Biopila 1 vs Biopila 2 1 12 522 00413
Biopila 1 vs Biopila 3 1 12 809 00148
Biopila 1 vs Biopila 4 1 12 2152 00006
Biopila 1 vs Biopila 5 1 12 1492 00023
El anaacutelisis de la signicancia de los efec-
tos jos del modelo revela que al menos uno
de los paraacutemetros del modelo mixto lineal es
signicativo
La tabla de contrastes revela diferencias sig-
nicativas entre la biopila control y las biopilas 3
4 y 5 a los niveles de signicancia α=005 y entre
la biopila control y las biopilas 4 y 5 al nivel de
signicancia α=001 demostrando que el trata-
miento realizado y la aplicacioacuten de cultivo mixto
de microorganismos fue eciente en la desconta-
minacioacuten de los lodos con residuos de TPH
En el segundo ensayo se evaluoacute el efec-to de 8 diferentes tratamientos para la degra-
dacioacuten de lodos contaminados con TPH del
sistema de alcantarillado de la zona industrial
de Bucaramanga mediante la concentracioacuten de
TPH en ppm (partes por milloacuten) en un perio-
do experimental de 120 diacuteas con observaciones
tomadas a los diacuteas 0 y 120 En la tabla 9 se
presentan los tratamientos bajo investigacioacuten y
los porcentajes de remocioacuten de TPH de cada
tratamiento al nal de un periodo experimental
de 120 diacuteas
La graacuteca 2 muestra el cambio en la con-
centracioacuten de TPH en ppm en un periodo de
120 diacuteas Todas las biopilas bajo estudio presen-
taron una disminucioacuten en la concentracioacuten de
TPH en el periodo experimental observaacutendose
mayor concentracioacuten en las biopilas 7 y 8
A los datos del segundo ensayo se les ajus-
toacute un modelo mixto lineal los estimados y los
errores estaacutendar El modelo reveloacute que no hay
diferencias signicativas entre los estimados delos efectos y este hallazgo y se conrmoacute en la
prueba general del modelo que se presentoacute en
la tabla 9 La conclusioacuten para este experimento
es que no hay efecto de las diferentes biopilas
en la concentracioacuten de TPH en ppm conside-
rando como efectos aleatorios las dos medicio-
nes de tiempo a los 0 y 120 diacuteas de periodo
experimental
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Biorremediacioacuten de lodos contaminados con aceites lubricantes usados 151
Tabla 9 Porcentaje de remocioacuten de TPH por el meacutetodo de extraccioacuten Soxhlet por 72 horas
concentracioacuten y determinacioacuten gravimeacutetrica para determinar la eficacia de remocioacuten
de los microorganismos inoculados en cada una de las biopilas en un periodo de 120 diacuteas
Nordm
BiopilasInoacuteculos
Proporcioacuten
Lodo contaminado
lodo
deshidratado
Concentracioacuten
inicial TPH
(ppm)
Concentracioacuten
final TPH (ppm)
Remocioacuten
1
Bacterias
I M C CU
Hongos D
14 20600 10600 48
2
Bacterias
I CT CK
Hongos H
14 20600 890 95
3Bacterias S1 S2
Hongos F H14 20600 980 95
4
Bacterias
I CU M S2
Hongos H
14 20600 1080 94
5Bacterias S1 C CK
Hongos H11 30150 1940 93
6Bacterias S2 I M
Hongos D11 30150 2870 90
7Bacterias S1 CU M
Hongos D41 396607 7630 80
8
Bacterias
I S1 CK
Hongos H
41 396605 5110 87
Graacutefca 2 Concentracioacuten de TPH en un periodo de 120 diacuteas
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152 Rev Colomb Biotecnol Vol XII No 1 Julio 2010 141-157
Tabla 10 Estimados y errores estaacutendar de los paraacutemetros del modelo lineal mixto utilizado para el
anaacutelisis de bloques aleatorios completos del experimento en el cual se evaluoacute el efecto de 8 diferentes
tratamientos para la degradacioacuten de lodos provenientes del sistema de alcantarillado de la ciudad en la
respuesta determinada por la concentracioacuten de TPH en ppm en un periodo experimental de 120 diacuteas
con observaciones tomadas a los diacuteas 0 y 120
Efectos fijos
Efecto Estimado Error estaacutendar Pr gt |t|
Intercepto 22385 12518 03246
Biopila 1 -6785 571826 02741
Biopila 2 -11640 571826 00812
Biopila 3 -11595 571826 00822
Biopila 4 -11545 571826 00833
Biopila 5 -6340 571826 03042
Biopila 6 -5875 571826 03384
Biopila 7 1260 571826 08319
Efectos aleatorios
Estimado Error estaacutendar
11761 11931
Tiempo 1 -11761 11931
Tabla 11 Significancia de los efectos fijos del tratamiento del modelo lineal mixto utilizado para el
anaacutelisis de bloques aleatorios completos del experimento en el cual se evaluoacute el efecto de 8 diferentes
tratamientos para la degradacioacuten de lodos provenientes del sistema de alcantarillado de la ciudad en la
respuesta determinada por la concentracioacuten de TPH en ppm en un periodo experimental de 120 diacuteas
con observaciones tomadas a los diacuteas 0 y 120
Efecto GL Num GL Den Valor de F p-valor
Tratamiento 7 7 158 02806
El anaacutelisis muestra que no hay efecto delas diferentes biopilas en la concentracioacuten de
TPH en ppm considerando como efectos alea-torios las dos mediciones de tiempo a los 0 y120 diacuteas de periodo experimental
La concentracioacuten inicial de plomo en ellodo contaminado fue de 1222 mgl y en loslodos postratamiento 8895 mgl La determi-nacioacuten de la demanda quiacutemica de oxiacutegeno y la
concentracioacuten de plomo de los lixiviados pro-ducidos durante el tratamiento de cada biopila
es necesaria para llevar a cabo una adecuada eli-
minacioacuten En la tabla 12 se observan los datos
de la DQO rerieacutendose a menos de 2000 mg
Lt Los niveles bajos de DQO sentildealan que los
contaminantes presentes en la mezclas fueron
degradados oacuteptimamente por los microorganis-
mos inoculados En las biopilas 2 6 y 7 donde
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Biorremediacioacuten de lodos contaminados con aceites lubricantes usados 153
se observan resultados de maacutes de 1000 mgLtaunque no es una concentracioacuten considerableindica que hay presencia de contaminantes queposiblemente fueron arrastrados por lixivia-cioacuten En la tabla 13 se observan las concentra-ciones de plomo resultantes en algunos casosson altas por lo que debe ser planeado un pos-terior tratamiento de estos lixiviados
Tabla 12 Concentraciones de DQO
por espectrofotometriacutea de los lixiviados
postratamiento del segundo ensayo
con 8 biopilas
Biopila NdegDQO
mglt
1 523
2 1074
3 382
4 234
5 514
6 1077
7 1222
8 533
Tabla 13 Determinacioacuten de plomo por la
teacutecnica de absorcioacuten atoacutemica de los lixiviados
postratamiento
Biopila NdegPlomo
mgl
1 1508
2 1103
3 1895
4 1167
5 2538
6 972
7 2823
8 17107
Tabla 14 Determinacioacuten de grasas y aceites
postratamiento por el meacutetodo gravimeacutetrico
por extraccioacuten Soxhlet
BiopilaGrasas y aceites
mgl
1 300
2 6766
3 3733
4 1896
5 2563
6 11913
7 15075
8 2650
Discusioacuten
Estudios realizados para el Instituto del
Petroacuteleo de Norteameacuterica ( API ) (Brisio 2005)
sobre tratamiento de suelos contaminados con
residuos de petroacuteleo demuestran que el 70-
90 es removido en diferentes tiempos conconcentraciones entre 10000 a 50000 ppm las
concentraciones de este estudio se encontraron
entre 19000 y 39000 ppm logrando remocio-
nes similares entre (74 al 95) en los dos ensa-
yos en 40 y 120 diacuteas
La fase experimental de los trabajos de
biorremediacioacuten de suelos contaminados con
aceites lubricantes usados (residuo peligroso)
y la evaluacioacuten de consorcios microbianos con
capacidad degradadora de residuos de hidro-
carburos y su aplicacioacuten muestran la alta simi-litud que presentan en tiempo y porcentajes de
remocioacuten en los dos grupos de biopilas tenien-
do en cuenta los microorganismos inoculados
y las proporciones de lodos donde se compara
con los resultados obtenidos por otros auto-
res (Benavides et al 2006 Corona et al 2004)
demostrando la gran importancia del inoacuteculo
microbiano para transformar y utilizar el con-
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154 Rev Colomb Biotecnol Vol XII No 1 Julio 2010 141-157
taminante como fuente de energiacutea en el proce-so de biorremediacioacuten
Se lograron porcentajes importantes (74-95) de descontaminacioacuten en tiempos cortosde 40 y 120 diacuteas comparados con los tiemposde 9-12 meses del trabajo realizado por Tetta-manti et al (2003) de igual forma se obtuvie-ron mayores remociones que la reportada enel trabajo de biorremediacioacuten de hidrocarburosde los sedimentos de la bahiacutea de La Habanade Nuacutentildeez et al (2005) del 48 con el cultivomixto aislado de dicha bahiacutea
Experiencias de biorremediacioacuten de sue-
los por teacutecnicas bioloacutegicas en la provincia deSanta Cruz (2002) y trabajos realizados por
Total Petroleum Hydrocarbon Criteria Wor-king Group Series ( TPHCWG 1998) en sue-los contaminados con concentraciones entre20000-55000 ppm como grasas y aceitesfueron degradados entre 2 y 3 antildeos (Brisio2005) otros estudios realizados por Huese-mann y Moore (1993) muestran que el 93de los hidrocarburos saturados y el 74 de losaromaacuteticos fue degradado en suelo arenoso deMichigan ( EEUU ) con una concentracioacuten ini-
cial de 30000 ppm TPH el estudio tambieacutenindica que la fraccioacuten polar fue resistente a ladegradacioacuten durante los 5 meses que duroacute elestudio
Las cepas aisladas e identicadas de loslodos contaminados con capacidad degradado-ra de hidrocarburos han sido reportadas en laliteratura dentro de ellas tenemos gram nega-tivas ( Pseudomonas aeruginosa Citrobacter freundii
Proteus mirabilis Proteus vulgaris Proteus penneri
Acinetobacter iwof entre otras) y gram positivas( Oerskovia species Bacillus brevis Nocardia spp Ac-
tinomyces spp y Bacillus megaterium Micrococcusspp) (Benavides et al 2006) y cepas de hongos( Aspergillus spp Trichoderma spp Fusarium spp y
Rhizopus spp ) Las pruebas de degradabilidadcompetitividad y compatibilidad realizadas aestas bacterias y hongos nos permitieron eva-luar que Pseudomonas aureuginosa y Psedomonas pu-
tida son microorganismos con alta capacidaddegradadora de TPH sin restarle importancia
a otros microorganismos (Arauacutejo et al 2005Corona et al 2004 Vintildeas 2005)
El uso de cultivos mixtos o pool bacte-riano favorece una degradacioacuten mayor con eluso de bioestimulacioacuten (Caacuterdenas 2006) sien-
do mayor el tiempo utilizado por este autor yporcentajes de remocioacuten de TPH similares a loslogrados en este trabajo
La aplicacioacuten de lodos provenientes detratamiento de aguas residuales domeacutesticas uti-
lizadas como esponjante y aporte de energiacutea auna concentracioacuten del 25 y una concentra-cioacuten inicial de TPH de 212745 ppm es una
buena opcioacuten ya que se obtuvieron remocionesde TPH de 458 5428 7403 y 8709 en 40diacuteas las diferencias estaacuten dadas seguacuten el pool demicroorganismos aplicados estos contrastancon los resultados reportados por Caacuterdenas et
al (2004) en las concentraciones de 30 de lo-dos obteniendo porcentajes menores de remo-cioacuten como 4198 y 4746 en tres meses y una
concentracioacuten inicial de 4000 ppm de TPH
Conclusiones
Con este trabajo se lograron porcenta-jes considerables de remocioacuten de TPH entreel 7403 y 8709 en 40 diacuteas y 87 94 y 95en 120 diacuteas con la aplicacioacuten de los consorcios
microbianos obtenidos y la metodologiacutea apli-cada en el proceso de biorremediacioacuten en laspruebas de campo
Se pudo evidenciar que estos residuos de-
positados en los suelos no son degradados sinla realizacioacuten de un adecuado tratamiento
El uso de microorganismos nativos re-
presenta una alternativa para reducir la conta-minacioacuten generada por residuos peligrosos y
recuperacioacuten de zonas impactadas
Agradecimientos
A la Corporacioacuten Autoacutenoma Regional
para la Defensa de la Meseta de Bucaraman-ga ( CDMB ) Al personal de los laboratorios de
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Biorremediacioacuten de lodos contaminados con aceites lubricantes usados 155
la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales( PTAR ) de Riacuteo Friacuteo (Giroacuten Santander Colom-bia) Al laboratorio de Control de Calidad de
Aguas del Acueducto Metropolitano de Buca-ramanga ( AMB ) Al programa de Bacteriologiacutea
y Laboratorio Cliacutenico de la Universidad de San-tander ( UDES ) y a los estudiantes que llevarona cabo las pruebas de campo del proceso deBiorremediacioacuten
Anexo
Microorganismos aislados en el Proyecto de Biorremediacioacuten fase I por estudiantes de la UDES
Morfologiacutea
Bacilos gram negativos Bacilos gram positivos Cocos gram positivos Hongos
Pseudomonas aeruginosa (S1)
Pseudomonas puacutetida (S2)Oerskovia species Micrococcus spp(M) Aspergillus spp(F)
Citrobacter freundii Bacillus brevis (CU) Trichoderma spp(H)
Proteus mirabilis Proteus
vulgaris Proteus penneriNocardia spp(CK) Fusarium spp
Acinetobacter iwoffi (I) Actinomyces Rhizopus spp (D)
Morganella morganni Bacillus megaterium
Alcaligenes spp
Hafnia alves
Citrobacter diversus (CT)
Enterobacter cloacae
Klebsiella oxytoca
Klebsiella ozaenae
Achromobacter species
Escherichia coli (C)
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148 Rev Colomb Biotecnol Vol XII No 1 Julio 2010 141-157
En el primer ensayo se evaluoacute el efecto de5 diferentes tratamientos para la degradacioacutende residuos contaminantes en lodos provenien-tes de lavaderos de carros en la respuesta deter-minada por la concentracioacuten de TPH en ppm
en un periodo experimental de 40 diacuteas con ob-servaciones tomadas a los diacuteas 0 15 30 y 40En la tabla 4 se observan las concentracionesiniciales y nales de TPH y los porcentajes deremocioacuten de TPH en cada biopila
Tabla 4 Porcentaje de remocioacuten de TPH por el meacutetodo de extraccioacuten Soxhlet en 72 horas para
determinar efecto de los microorganismos inoculados en cada una de las biopilas
Nordm Biopila Inoacuteculos
Concentracioacuten
inicial TPH
(ppm)
Concentracioacuten
final TPH
(ppm))
Remocioacuten
Tiempo de
Remocioacuten
(diacuteas)
1 (control
negativo)Sin inoacuteculo 212745
197853
197838
197837
69
70
70
15
30
40
2
Bacterias
A I M
Hongo G
212745
1595588
1294804
1152301
249
391
458
15
30
40
3
Bacterias
E I CK
Hongo H
212745
1416862
11899015
972512
334
441
5428
15
30
40
4
Bacterias
S1 S2 I
Hongo H
212745
1219019
598939
274528
42
718
8709
15
30
40
5BacteriasS1 S2
Hongo H
21274514104977225
552311
337637
7403
1530
40
La concentracioacuten de plomo pretratamien-to en el lodo contaminado fue 90 mgl
Los resultados obtenidos de la determi-nacioacuten de Pb a los 40 diacuteas postratamiento porel meacutetodo de absorcioacuten atoacutemica se reportan enla tabla 5
Tabla 5 Resultados de plomo (Pb)Postratamiento Meacutetodo de absorcioacuten atoacutemica
BiopilaPb
mgl
1 70
2 90
3 80
5 60
En la graacuteca 1 se observa la variacioacuten delas concentraciones de TPH en ppm a traveacutesdel tiempo en las 5 biopilas Todas las biopilaspartieron de la misma concentracioacuten de TPH labiopila control presentoacute una disminucioacuten miacuteni-ma de TPH mientras que las biopilas 2 3 4 y5 presentaron una disminucioacuten aparentemente
signicativa en los 40 diacuteas del experimentoPara determinar la existencia de diferen-
cias estadiacutesticamente signicativas entre lostratamientos se ajustoacute un modelo lineal mixtoa los datos (tabla 6) La prueba de signican-cia del modelo presentada en la tabla 7 reveladiferencias signicativas entre los tratamientosEn la tabla 8 se observan los contrastes selec-cionados comparando la biopila control con las
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Biorremediacioacuten de lodos contaminados con aceites lubricantes usados 149
biopilas 2 3 4 y 5 Los contrastes muestranevidencias de diferencias signicativas al ni-
vel de signicancia 005 entre la biopila con-
trol y la biopila 2 y al nivel de signicancia001 entre la biopila control y las biopilas 34 y 5
Graacutefca 1 Variacioacuten de las concentraciones de TPH en cuarenta diacuteas
Tabla 6 Estimados y errores estaacutendar de los paraacutemetros del modelo lineal mixto utilizado para el
anaacutelisis de bloques aleatorios completos del ensayo en el cual se evaluoacute el efecto de 5 diferentes
tratamientos para la degradacioacuten de lodos provenientes de lavaderos de carros en la respuesta
determinada por la concentracioacuten de TPH en ppm en un periodo experimental de 40 diacuteas conobservaciones tomadas a los diacuteas 0 15 30 y 40
Efectos fijos
Paraacutemetro Estimado Error Standard p-valor
Intercepto 12156 283693 00234
Biopila 1 800057 20711 00023
Biopila 2 326911 20711 01404
Biopila 3 211056 20711 03283
Biopila 4 -160641 20711 0453
Efectos aleatorios
Tiempo 0 630534 266517
Tiempo 15 68051 266517
Tiempo 30 -264993 266517
Tiempo 40 -433593 266517
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Tabla 7 Significancia de los efectos fijos del tratamiento del modelo lineal mixto utilizado
para el anaacutelisis de bloques aleatorios completos del ensayo en el cual se evaluoacute el efecto
de 5 diferentes tratamientos para la degradacioacuten de lodos provenientes de lavaderos de carros
en la respuesta determinada por la concentracioacuten de TPH en ppm en un periodo experimental
de 40 diacuteas con observaciones tomadas a los diacuteas 0 15 30 y 40
Efecto GL num GL Den Valor F p-valor
Tratamiento 4 12 63 00057
Tabla 8 Contrastes entre la biopila control negativo y las biopilas 2 3 4 y 5 al final del periodo
experimental para las pruebas en las cuales se evaluacutea el efecto de 5 diferentes tratamientos
para la degradacioacuten de lodos provenientes de lavaderos de carros en la respuesta determinada
por la concentracioacuten de TPH en ppm en un periodo experimental de 40 diacuteas
con observaciones tomadas a los diacuteas 0 15 30 y 40
Contraste GL Num GL Den Valor F p-valor
Biopila 1 vs Biopila 2 1 12 522 00413
Biopila 1 vs Biopila 3 1 12 809 00148
Biopila 1 vs Biopila 4 1 12 2152 00006
Biopila 1 vs Biopila 5 1 12 1492 00023
El anaacutelisis de la signicancia de los efec-
tos jos del modelo revela que al menos uno
de los paraacutemetros del modelo mixto lineal es
signicativo
La tabla de contrastes revela diferencias sig-
nicativas entre la biopila control y las biopilas 3
4 y 5 a los niveles de signicancia α=005 y entre
la biopila control y las biopilas 4 y 5 al nivel de
signicancia α=001 demostrando que el trata-
miento realizado y la aplicacioacuten de cultivo mixto
de microorganismos fue eciente en la desconta-
minacioacuten de los lodos con residuos de TPH
En el segundo ensayo se evaluoacute el efec-to de 8 diferentes tratamientos para la degra-
dacioacuten de lodos contaminados con TPH del
sistema de alcantarillado de la zona industrial
de Bucaramanga mediante la concentracioacuten de
TPH en ppm (partes por milloacuten) en un perio-
do experimental de 120 diacuteas con observaciones
tomadas a los diacuteas 0 y 120 En la tabla 9 se
presentan los tratamientos bajo investigacioacuten y
los porcentajes de remocioacuten de TPH de cada
tratamiento al nal de un periodo experimental
de 120 diacuteas
La graacuteca 2 muestra el cambio en la con-
centracioacuten de TPH en ppm en un periodo de
120 diacuteas Todas las biopilas bajo estudio presen-
taron una disminucioacuten en la concentracioacuten de
TPH en el periodo experimental observaacutendose
mayor concentracioacuten en las biopilas 7 y 8
A los datos del segundo ensayo se les ajus-
toacute un modelo mixto lineal los estimados y los
errores estaacutendar El modelo reveloacute que no hay
diferencias signicativas entre los estimados delos efectos y este hallazgo y se conrmoacute en la
prueba general del modelo que se presentoacute en
la tabla 9 La conclusioacuten para este experimento
es que no hay efecto de las diferentes biopilas
en la concentracioacuten de TPH en ppm conside-
rando como efectos aleatorios las dos medicio-
nes de tiempo a los 0 y 120 diacuteas de periodo
experimental
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Biorremediacioacuten de lodos contaminados con aceites lubricantes usados 151
Tabla 9 Porcentaje de remocioacuten de TPH por el meacutetodo de extraccioacuten Soxhlet por 72 horas
concentracioacuten y determinacioacuten gravimeacutetrica para determinar la eficacia de remocioacuten
de los microorganismos inoculados en cada una de las biopilas en un periodo de 120 diacuteas
Nordm
BiopilasInoacuteculos
Proporcioacuten
Lodo contaminado
lodo
deshidratado
Concentracioacuten
inicial TPH
(ppm)
Concentracioacuten
final TPH (ppm)
Remocioacuten
1
Bacterias
I M C CU
Hongos D
14 20600 10600 48
2
Bacterias
I CT CK
Hongos H
14 20600 890 95
3Bacterias S1 S2
Hongos F H14 20600 980 95
4
Bacterias
I CU M S2
Hongos H
14 20600 1080 94
5Bacterias S1 C CK
Hongos H11 30150 1940 93
6Bacterias S2 I M
Hongos D11 30150 2870 90
7Bacterias S1 CU M
Hongos D41 396607 7630 80
8
Bacterias
I S1 CK
Hongos H
41 396605 5110 87
Graacutefca 2 Concentracioacuten de TPH en un periodo de 120 diacuteas
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Tabla 10 Estimados y errores estaacutendar de los paraacutemetros del modelo lineal mixto utilizado para el
anaacutelisis de bloques aleatorios completos del experimento en el cual se evaluoacute el efecto de 8 diferentes
tratamientos para la degradacioacuten de lodos provenientes del sistema de alcantarillado de la ciudad en la
respuesta determinada por la concentracioacuten de TPH en ppm en un periodo experimental de 120 diacuteas
con observaciones tomadas a los diacuteas 0 y 120
Efectos fijos
Efecto Estimado Error estaacutendar Pr gt |t|
Intercepto 22385 12518 03246
Biopila 1 -6785 571826 02741
Biopila 2 -11640 571826 00812
Biopila 3 -11595 571826 00822
Biopila 4 -11545 571826 00833
Biopila 5 -6340 571826 03042
Biopila 6 -5875 571826 03384
Biopila 7 1260 571826 08319
Efectos aleatorios
Estimado Error estaacutendar
11761 11931
Tiempo 1 -11761 11931
Tabla 11 Significancia de los efectos fijos del tratamiento del modelo lineal mixto utilizado para el
anaacutelisis de bloques aleatorios completos del experimento en el cual se evaluoacute el efecto de 8 diferentes
tratamientos para la degradacioacuten de lodos provenientes del sistema de alcantarillado de la ciudad en la
respuesta determinada por la concentracioacuten de TPH en ppm en un periodo experimental de 120 diacuteas
con observaciones tomadas a los diacuteas 0 y 120
Efecto GL Num GL Den Valor de F p-valor
Tratamiento 7 7 158 02806
El anaacutelisis muestra que no hay efecto delas diferentes biopilas en la concentracioacuten de
TPH en ppm considerando como efectos alea-torios las dos mediciones de tiempo a los 0 y120 diacuteas de periodo experimental
La concentracioacuten inicial de plomo en ellodo contaminado fue de 1222 mgl y en loslodos postratamiento 8895 mgl La determi-nacioacuten de la demanda quiacutemica de oxiacutegeno y la
concentracioacuten de plomo de los lixiviados pro-ducidos durante el tratamiento de cada biopila
es necesaria para llevar a cabo una adecuada eli-
minacioacuten En la tabla 12 se observan los datos
de la DQO rerieacutendose a menos de 2000 mg
Lt Los niveles bajos de DQO sentildealan que los
contaminantes presentes en la mezclas fueron
degradados oacuteptimamente por los microorganis-
mos inoculados En las biopilas 2 6 y 7 donde
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se observan resultados de maacutes de 1000 mgLtaunque no es una concentracioacuten considerableindica que hay presencia de contaminantes queposiblemente fueron arrastrados por lixivia-cioacuten En la tabla 13 se observan las concentra-ciones de plomo resultantes en algunos casosson altas por lo que debe ser planeado un pos-terior tratamiento de estos lixiviados
Tabla 12 Concentraciones de DQO
por espectrofotometriacutea de los lixiviados
postratamiento del segundo ensayo
con 8 biopilas
Biopila NdegDQO
mglt
1 523
2 1074
3 382
4 234
5 514
6 1077
7 1222
8 533
Tabla 13 Determinacioacuten de plomo por la
teacutecnica de absorcioacuten atoacutemica de los lixiviados
postratamiento
Biopila NdegPlomo
mgl
1 1508
2 1103
3 1895
4 1167
5 2538
6 972
7 2823
8 17107
Tabla 14 Determinacioacuten de grasas y aceites
postratamiento por el meacutetodo gravimeacutetrico
por extraccioacuten Soxhlet
BiopilaGrasas y aceites
mgl
1 300
2 6766
3 3733
4 1896
5 2563
6 11913
7 15075
8 2650
Discusioacuten
Estudios realizados para el Instituto del
Petroacuteleo de Norteameacuterica ( API ) (Brisio 2005)
sobre tratamiento de suelos contaminados con
residuos de petroacuteleo demuestran que el 70-
90 es removido en diferentes tiempos conconcentraciones entre 10000 a 50000 ppm las
concentraciones de este estudio se encontraron
entre 19000 y 39000 ppm logrando remocio-
nes similares entre (74 al 95) en los dos ensa-
yos en 40 y 120 diacuteas
La fase experimental de los trabajos de
biorremediacioacuten de suelos contaminados con
aceites lubricantes usados (residuo peligroso)
y la evaluacioacuten de consorcios microbianos con
capacidad degradadora de residuos de hidro-
carburos y su aplicacioacuten muestran la alta simi-litud que presentan en tiempo y porcentajes de
remocioacuten en los dos grupos de biopilas tenien-
do en cuenta los microorganismos inoculados
y las proporciones de lodos donde se compara
con los resultados obtenidos por otros auto-
res (Benavides et al 2006 Corona et al 2004)
demostrando la gran importancia del inoacuteculo
microbiano para transformar y utilizar el con-
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154 Rev Colomb Biotecnol Vol XII No 1 Julio 2010 141-157
taminante como fuente de energiacutea en el proce-so de biorremediacioacuten
Se lograron porcentajes importantes (74-95) de descontaminacioacuten en tiempos cortosde 40 y 120 diacuteas comparados con los tiemposde 9-12 meses del trabajo realizado por Tetta-manti et al (2003) de igual forma se obtuvie-ron mayores remociones que la reportada enel trabajo de biorremediacioacuten de hidrocarburosde los sedimentos de la bahiacutea de La Habanade Nuacutentildeez et al (2005) del 48 con el cultivomixto aislado de dicha bahiacutea
Experiencias de biorremediacioacuten de sue-
los por teacutecnicas bioloacutegicas en la provincia deSanta Cruz (2002) y trabajos realizados por
Total Petroleum Hydrocarbon Criteria Wor-king Group Series ( TPHCWG 1998) en sue-los contaminados con concentraciones entre20000-55000 ppm como grasas y aceitesfueron degradados entre 2 y 3 antildeos (Brisio2005) otros estudios realizados por Huese-mann y Moore (1993) muestran que el 93de los hidrocarburos saturados y el 74 de losaromaacuteticos fue degradado en suelo arenoso deMichigan ( EEUU ) con una concentracioacuten ini-
cial de 30000 ppm TPH el estudio tambieacutenindica que la fraccioacuten polar fue resistente a ladegradacioacuten durante los 5 meses que duroacute elestudio
Las cepas aisladas e identicadas de loslodos contaminados con capacidad degradado-ra de hidrocarburos han sido reportadas en laliteratura dentro de ellas tenemos gram nega-tivas ( Pseudomonas aeruginosa Citrobacter freundii
Proteus mirabilis Proteus vulgaris Proteus penneri
Acinetobacter iwof entre otras) y gram positivas( Oerskovia species Bacillus brevis Nocardia spp Ac-
tinomyces spp y Bacillus megaterium Micrococcusspp) (Benavides et al 2006) y cepas de hongos( Aspergillus spp Trichoderma spp Fusarium spp y
Rhizopus spp ) Las pruebas de degradabilidadcompetitividad y compatibilidad realizadas aestas bacterias y hongos nos permitieron eva-luar que Pseudomonas aureuginosa y Psedomonas pu-
tida son microorganismos con alta capacidaddegradadora de TPH sin restarle importancia
a otros microorganismos (Arauacutejo et al 2005Corona et al 2004 Vintildeas 2005)
El uso de cultivos mixtos o pool bacte-riano favorece una degradacioacuten mayor con eluso de bioestimulacioacuten (Caacuterdenas 2006) sien-
do mayor el tiempo utilizado por este autor yporcentajes de remocioacuten de TPH similares a loslogrados en este trabajo
La aplicacioacuten de lodos provenientes detratamiento de aguas residuales domeacutesticas uti-
lizadas como esponjante y aporte de energiacutea auna concentracioacuten del 25 y una concentra-cioacuten inicial de TPH de 212745 ppm es una
buena opcioacuten ya que se obtuvieron remocionesde TPH de 458 5428 7403 y 8709 en 40diacuteas las diferencias estaacuten dadas seguacuten el pool demicroorganismos aplicados estos contrastancon los resultados reportados por Caacuterdenas et
al (2004) en las concentraciones de 30 de lo-dos obteniendo porcentajes menores de remo-cioacuten como 4198 y 4746 en tres meses y una
concentracioacuten inicial de 4000 ppm de TPH
Conclusiones
Con este trabajo se lograron porcenta-jes considerables de remocioacuten de TPH entreel 7403 y 8709 en 40 diacuteas y 87 94 y 95en 120 diacuteas con la aplicacioacuten de los consorcios
microbianos obtenidos y la metodologiacutea apli-cada en el proceso de biorremediacioacuten en laspruebas de campo
Se pudo evidenciar que estos residuos de-
positados en los suelos no son degradados sinla realizacioacuten de un adecuado tratamiento
El uso de microorganismos nativos re-
presenta una alternativa para reducir la conta-minacioacuten generada por residuos peligrosos y
recuperacioacuten de zonas impactadas
Agradecimientos
A la Corporacioacuten Autoacutenoma Regional
para la Defensa de la Meseta de Bucaraman-ga ( CDMB ) Al personal de los laboratorios de
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Biorremediacioacuten de lodos contaminados con aceites lubricantes usados 155
la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales( PTAR ) de Riacuteo Friacuteo (Giroacuten Santander Colom-bia) Al laboratorio de Control de Calidad de
Aguas del Acueducto Metropolitano de Buca-ramanga ( AMB ) Al programa de Bacteriologiacutea
y Laboratorio Cliacutenico de la Universidad de San-tander ( UDES ) y a los estudiantes que llevarona cabo las pruebas de campo del proceso deBiorremediacioacuten
Anexo
Microorganismos aislados en el Proyecto de Biorremediacioacuten fase I por estudiantes de la UDES
Morfologiacutea
Bacilos gram negativos Bacilos gram positivos Cocos gram positivos Hongos
Pseudomonas aeruginosa (S1)
Pseudomonas puacutetida (S2)Oerskovia species Micrococcus spp(M) Aspergillus spp(F)
Citrobacter freundii Bacillus brevis (CU) Trichoderma spp(H)
Proteus mirabilis Proteus
vulgaris Proteus penneriNocardia spp(CK) Fusarium spp
Acinetobacter iwoffi (I) Actinomyces Rhizopus spp (D)
Morganella morganni Bacillus megaterium
Alcaligenes spp
Hafnia alves
Citrobacter diversus (CT)
Enterobacter cloacae
Klebsiella oxytoca
Klebsiella ozaenae
Achromobacter species
Escherichia coli (C)
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biopilas 2 3 4 y 5 Los contrastes muestranevidencias de diferencias signicativas al ni-
vel de signicancia 005 entre la biopila con-
trol y la biopila 2 y al nivel de signicancia001 entre la biopila control y las biopilas 34 y 5
Graacutefca 1 Variacioacuten de las concentraciones de TPH en cuarenta diacuteas
Tabla 6 Estimados y errores estaacutendar de los paraacutemetros del modelo lineal mixto utilizado para el
anaacutelisis de bloques aleatorios completos del ensayo en el cual se evaluoacute el efecto de 5 diferentes
tratamientos para la degradacioacuten de lodos provenientes de lavaderos de carros en la respuesta
determinada por la concentracioacuten de TPH en ppm en un periodo experimental de 40 diacuteas conobservaciones tomadas a los diacuteas 0 15 30 y 40
Efectos fijos
Paraacutemetro Estimado Error Standard p-valor
Intercepto 12156 283693 00234
Biopila 1 800057 20711 00023
Biopila 2 326911 20711 01404
Biopila 3 211056 20711 03283
Biopila 4 -160641 20711 0453
Efectos aleatorios
Tiempo 0 630534 266517
Tiempo 15 68051 266517
Tiempo 30 -264993 266517
Tiempo 40 -433593 266517
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Tabla 7 Significancia de los efectos fijos del tratamiento del modelo lineal mixto utilizado
para el anaacutelisis de bloques aleatorios completos del ensayo en el cual se evaluoacute el efecto
de 5 diferentes tratamientos para la degradacioacuten de lodos provenientes de lavaderos de carros
en la respuesta determinada por la concentracioacuten de TPH en ppm en un periodo experimental
de 40 diacuteas con observaciones tomadas a los diacuteas 0 15 30 y 40
Efecto GL num GL Den Valor F p-valor
Tratamiento 4 12 63 00057
Tabla 8 Contrastes entre la biopila control negativo y las biopilas 2 3 4 y 5 al final del periodo
experimental para las pruebas en las cuales se evaluacutea el efecto de 5 diferentes tratamientos
para la degradacioacuten de lodos provenientes de lavaderos de carros en la respuesta determinada
por la concentracioacuten de TPH en ppm en un periodo experimental de 40 diacuteas
con observaciones tomadas a los diacuteas 0 15 30 y 40
Contraste GL Num GL Den Valor F p-valor
Biopila 1 vs Biopila 2 1 12 522 00413
Biopila 1 vs Biopila 3 1 12 809 00148
Biopila 1 vs Biopila 4 1 12 2152 00006
Biopila 1 vs Biopila 5 1 12 1492 00023
El anaacutelisis de la signicancia de los efec-
tos jos del modelo revela que al menos uno
de los paraacutemetros del modelo mixto lineal es
signicativo
La tabla de contrastes revela diferencias sig-
nicativas entre la biopila control y las biopilas 3
4 y 5 a los niveles de signicancia α=005 y entre
la biopila control y las biopilas 4 y 5 al nivel de
signicancia α=001 demostrando que el trata-
miento realizado y la aplicacioacuten de cultivo mixto
de microorganismos fue eciente en la desconta-
minacioacuten de los lodos con residuos de TPH
En el segundo ensayo se evaluoacute el efec-to de 8 diferentes tratamientos para la degra-
dacioacuten de lodos contaminados con TPH del
sistema de alcantarillado de la zona industrial
de Bucaramanga mediante la concentracioacuten de
TPH en ppm (partes por milloacuten) en un perio-
do experimental de 120 diacuteas con observaciones
tomadas a los diacuteas 0 y 120 En la tabla 9 se
presentan los tratamientos bajo investigacioacuten y
los porcentajes de remocioacuten de TPH de cada
tratamiento al nal de un periodo experimental
de 120 diacuteas
La graacuteca 2 muestra el cambio en la con-
centracioacuten de TPH en ppm en un periodo de
120 diacuteas Todas las biopilas bajo estudio presen-
taron una disminucioacuten en la concentracioacuten de
TPH en el periodo experimental observaacutendose
mayor concentracioacuten en las biopilas 7 y 8
A los datos del segundo ensayo se les ajus-
toacute un modelo mixto lineal los estimados y los
errores estaacutendar El modelo reveloacute que no hay
diferencias signicativas entre los estimados delos efectos y este hallazgo y se conrmoacute en la
prueba general del modelo que se presentoacute en
la tabla 9 La conclusioacuten para este experimento
es que no hay efecto de las diferentes biopilas
en la concentracioacuten de TPH en ppm conside-
rando como efectos aleatorios las dos medicio-
nes de tiempo a los 0 y 120 diacuteas de periodo
experimental
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Tabla 9 Porcentaje de remocioacuten de TPH por el meacutetodo de extraccioacuten Soxhlet por 72 horas
concentracioacuten y determinacioacuten gravimeacutetrica para determinar la eficacia de remocioacuten
de los microorganismos inoculados en cada una de las biopilas en un periodo de 120 diacuteas
Nordm
BiopilasInoacuteculos
Proporcioacuten
Lodo contaminado
lodo
deshidratado
Concentracioacuten
inicial TPH
(ppm)
Concentracioacuten
final TPH (ppm)
Remocioacuten
1
Bacterias
I M C CU
Hongos D
14 20600 10600 48
2
Bacterias
I CT CK
Hongos H
14 20600 890 95
3Bacterias S1 S2
Hongos F H14 20600 980 95
4
Bacterias
I CU M S2
Hongos H
14 20600 1080 94
5Bacterias S1 C CK
Hongos H11 30150 1940 93
6Bacterias S2 I M
Hongos D11 30150 2870 90
7Bacterias S1 CU M
Hongos D41 396607 7630 80
8
Bacterias
I S1 CK
Hongos H
41 396605 5110 87
Graacutefca 2 Concentracioacuten de TPH en un periodo de 120 diacuteas
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Tabla 10 Estimados y errores estaacutendar de los paraacutemetros del modelo lineal mixto utilizado para el
anaacutelisis de bloques aleatorios completos del experimento en el cual se evaluoacute el efecto de 8 diferentes
tratamientos para la degradacioacuten de lodos provenientes del sistema de alcantarillado de la ciudad en la
respuesta determinada por la concentracioacuten de TPH en ppm en un periodo experimental de 120 diacuteas
con observaciones tomadas a los diacuteas 0 y 120
Efectos fijos
Efecto Estimado Error estaacutendar Pr gt |t|
Intercepto 22385 12518 03246
Biopila 1 -6785 571826 02741
Biopila 2 -11640 571826 00812
Biopila 3 -11595 571826 00822
Biopila 4 -11545 571826 00833
Biopila 5 -6340 571826 03042
Biopila 6 -5875 571826 03384
Biopila 7 1260 571826 08319
Efectos aleatorios
Estimado Error estaacutendar
11761 11931
Tiempo 1 -11761 11931
Tabla 11 Significancia de los efectos fijos del tratamiento del modelo lineal mixto utilizado para el
anaacutelisis de bloques aleatorios completos del experimento en el cual se evaluoacute el efecto de 8 diferentes
tratamientos para la degradacioacuten de lodos provenientes del sistema de alcantarillado de la ciudad en la
respuesta determinada por la concentracioacuten de TPH en ppm en un periodo experimental de 120 diacuteas
con observaciones tomadas a los diacuteas 0 y 120
Efecto GL Num GL Den Valor de F p-valor
Tratamiento 7 7 158 02806
El anaacutelisis muestra que no hay efecto delas diferentes biopilas en la concentracioacuten de
TPH en ppm considerando como efectos alea-torios las dos mediciones de tiempo a los 0 y120 diacuteas de periodo experimental
La concentracioacuten inicial de plomo en ellodo contaminado fue de 1222 mgl y en loslodos postratamiento 8895 mgl La determi-nacioacuten de la demanda quiacutemica de oxiacutegeno y la
concentracioacuten de plomo de los lixiviados pro-ducidos durante el tratamiento de cada biopila
es necesaria para llevar a cabo una adecuada eli-
minacioacuten En la tabla 12 se observan los datos
de la DQO rerieacutendose a menos de 2000 mg
Lt Los niveles bajos de DQO sentildealan que los
contaminantes presentes en la mezclas fueron
degradados oacuteptimamente por los microorganis-
mos inoculados En las biopilas 2 6 y 7 donde
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se observan resultados de maacutes de 1000 mgLtaunque no es una concentracioacuten considerableindica que hay presencia de contaminantes queposiblemente fueron arrastrados por lixivia-cioacuten En la tabla 13 se observan las concentra-ciones de plomo resultantes en algunos casosson altas por lo que debe ser planeado un pos-terior tratamiento de estos lixiviados
Tabla 12 Concentraciones de DQO
por espectrofotometriacutea de los lixiviados
postratamiento del segundo ensayo
con 8 biopilas
Biopila NdegDQO
mglt
1 523
2 1074
3 382
4 234
5 514
6 1077
7 1222
8 533
Tabla 13 Determinacioacuten de plomo por la
teacutecnica de absorcioacuten atoacutemica de los lixiviados
postratamiento
Biopila NdegPlomo
mgl
1 1508
2 1103
3 1895
4 1167
5 2538
6 972
7 2823
8 17107
Tabla 14 Determinacioacuten de grasas y aceites
postratamiento por el meacutetodo gravimeacutetrico
por extraccioacuten Soxhlet
BiopilaGrasas y aceites
mgl
1 300
2 6766
3 3733
4 1896
5 2563
6 11913
7 15075
8 2650
Discusioacuten
Estudios realizados para el Instituto del
Petroacuteleo de Norteameacuterica ( API ) (Brisio 2005)
sobre tratamiento de suelos contaminados con
residuos de petroacuteleo demuestran que el 70-
90 es removido en diferentes tiempos conconcentraciones entre 10000 a 50000 ppm las
concentraciones de este estudio se encontraron
entre 19000 y 39000 ppm logrando remocio-
nes similares entre (74 al 95) en los dos ensa-
yos en 40 y 120 diacuteas
La fase experimental de los trabajos de
biorremediacioacuten de suelos contaminados con
aceites lubricantes usados (residuo peligroso)
y la evaluacioacuten de consorcios microbianos con
capacidad degradadora de residuos de hidro-
carburos y su aplicacioacuten muestran la alta simi-litud que presentan en tiempo y porcentajes de
remocioacuten en los dos grupos de biopilas tenien-
do en cuenta los microorganismos inoculados
y las proporciones de lodos donde se compara
con los resultados obtenidos por otros auto-
res (Benavides et al 2006 Corona et al 2004)
demostrando la gran importancia del inoacuteculo
microbiano para transformar y utilizar el con-
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154 Rev Colomb Biotecnol Vol XII No 1 Julio 2010 141-157
taminante como fuente de energiacutea en el proce-so de biorremediacioacuten
Se lograron porcentajes importantes (74-95) de descontaminacioacuten en tiempos cortosde 40 y 120 diacuteas comparados con los tiemposde 9-12 meses del trabajo realizado por Tetta-manti et al (2003) de igual forma se obtuvie-ron mayores remociones que la reportada enel trabajo de biorremediacioacuten de hidrocarburosde los sedimentos de la bahiacutea de La Habanade Nuacutentildeez et al (2005) del 48 con el cultivomixto aislado de dicha bahiacutea
Experiencias de biorremediacioacuten de sue-
los por teacutecnicas bioloacutegicas en la provincia deSanta Cruz (2002) y trabajos realizados por
Total Petroleum Hydrocarbon Criteria Wor-king Group Series ( TPHCWG 1998) en sue-los contaminados con concentraciones entre20000-55000 ppm como grasas y aceitesfueron degradados entre 2 y 3 antildeos (Brisio2005) otros estudios realizados por Huese-mann y Moore (1993) muestran que el 93de los hidrocarburos saturados y el 74 de losaromaacuteticos fue degradado en suelo arenoso deMichigan ( EEUU ) con una concentracioacuten ini-
cial de 30000 ppm TPH el estudio tambieacutenindica que la fraccioacuten polar fue resistente a ladegradacioacuten durante los 5 meses que duroacute elestudio
Las cepas aisladas e identicadas de loslodos contaminados con capacidad degradado-ra de hidrocarburos han sido reportadas en laliteratura dentro de ellas tenemos gram nega-tivas ( Pseudomonas aeruginosa Citrobacter freundii
Proteus mirabilis Proteus vulgaris Proteus penneri
Acinetobacter iwof entre otras) y gram positivas( Oerskovia species Bacillus brevis Nocardia spp Ac-
tinomyces spp y Bacillus megaterium Micrococcusspp) (Benavides et al 2006) y cepas de hongos( Aspergillus spp Trichoderma spp Fusarium spp y
Rhizopus spp ) Las pruebas de degradabilidadcompetitividad y compatibilidad realizadas aestas bacterias y hongos nos permitieron eva-luar que Pseudomonas aureuginosa y Psedomonas pu-
tida son microorganismos con alta capacidaddegradadora de TPH sin restarle importancia
a otros microorganismos (Arauacutejo et al 2005Corona et al 2004 Vintildeas 2005)
El uso de cultivos mixtos o pool bacte-riano favorece una degradacioacuten mayor con eluso de bioestimulacioacuten (Caacuterdenas 2006) sien-
do mayor el tiempo utilizado por este autor yporcentajes de remocioacuten de TPH similares a loslogrados en este trabajo
La aplicacioacuten de lodos provenientes detratamiento de aguas residuales domeacutesticas uti-
lizadas como esponjante y aporte de energiacutea auna concentracioacuten del 25 y una concentra-cioacuten inicial de TPH de 212745 ppm es una
buena opcioacuten ya que se obtuvieron remocionesde TPH de 458 5428 7403 y 8709 en 40diacuteas las diferencias estaacuten dadas seguacuten el pool demicroorganismos aplicados estos contrastancon los resultados reportados por Caacuterdenas et
al (2004) en las concentraciones de 30 de lo-dos obteniendo porcentajes menores de remo-cioacuten como 4198 y 4746 en tres meses y una
concentracioacuten inicial de 4000 ppm de TPH
Conclusiones
Con este trabajo se lograron porcenta-jes considerables de remocioacuten de TPH entreel 7403 y 8709 en 40 diacuteas y 87 94 y 95en 120 diacuteas con la aplicacioacuten de los consorcios
microbianos obtenidos y la metodologiacutea apli-cada en el proceso de biorremediacioacuten en laspruebas de campo
Se pudo evidenciar que estos residuos de-
positados en los suelos no son degradados sinla realizacioacuten de un adecuado tratamiento
El uso de microorganismos nativos re-
presenta una alternativa para reducir la conta-minacioacuten generada por residuos peligrosos y
recuperacioacuten de zonas impactadas
Agradecimientos
A la Corporacioacuten Autoacutenoma Regional
para la Defensa de la Meseta de Bucaraman-ga ( CDMB ) Al personal de los laboratorios de
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Biorremediacioacuten de lodos contaminados con aceites lubricantes usados 155
la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales( PTAR ) de Riacuteo Friacuteo (Giroacuten Santander Colom-bia) Al laboratorio de Control de Calidad de
Aguas del Acueducto Metropolitano de Buca-ramanga ( AMB ) Al programa de Bacteriologiacutea
y Laboratorio Cliacutenico de la Universidad de San-tander ( UDES ) y a los estudiantes que llevarona cabo las pruebas de campo del proceso deBiorremediacioacuten
Anexo
Microorganismos aislados en el Proyecto de Biorremediacioacuten fase I por estudiantes de la UDES
Morfologiacutea
Bacilos gram negativos Bacilos gram positivos Cocos gram positivos Hongos
Pseudomonas aeruginosa (S1)
Pseudomonas puacutetida (S2)Oerskovia species Micrococcus spp(M) Aspergillus spp(F)
Citrobacter freundii Bacillus brevis (CU) Trichoderma spp(H)
Proteus mirabilis Proteus
vulgaris Proteus penneriNocardia spp(CK) Fusarium spp
Acinetobacter iwoffi (I) Actinomyces Rhizopus spp (D)
Morganella morganni Bacillus megaterium
Alcaligenes spp
Hafnia alves
Citrobacter diversus (CT)
Enterobacter cloacae
Klebsiella oxytoca
Klebsiella ozaenae
Achromobacter species
Escherichia coli (C)
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Tabla 7 Significancia de los efectos fijos del tratamiento del modelo lineal mixto utilizado
para el anaacutelisis de bloques aleatorios completos del ensayo en el cual se evaluoacute el efecto
de 5 diferentes tratamientos para la degradacioacuten de lodos provenientes de lavaderos de carros
en la respuesta determinada por la concentracioacuten de TPH en ppm en un periodo experimental
de 40 diacuteas con observaciones tomadas a los diacuteas 0 15 30 y 40
Efecto GL num GL Den Valor F p-valor
Tratamiento 4 12 63 00057
Tabla 8 Contrastes entre la biopila control negativo y las biopilas 2 3 4 y 5 al final del periodo
experimental para las pruebas en las cuales se evaluacutea el efecto de 5 diferentes tratamientos
para la degradacioacuten de lodos provenientes de lavaderos de carros en la respuesta determinada
por la concentracioacuten de TPH en ppm en un periodo experimental de 40 diacuteas
con observaciones tomadas a los diacuteas 0 15 30 y 40
Contraste GL Num GL Den Valor F p-valor
Biopila 1 vs Biopila 2 1 12 522 00413
Biopila 1 vs Biopila 3 1 12 809 00148
Biopila 1 vs Biopila 4 1 12 2152 00006
Biopila 1 vs Biopila 5 1 12 1492 00023
El anaacutelisis de la signicancia de los efec-
tos jos del modelo revela que al menos uno
de los paraacutemetros del modelo mixto lineal es
signicativo
La tabla de contrastes revela diferencias sig-
nicativas entre la biopila control y las biopilas 3
4 y 5 a los niveles de signicancia α=005 y entre
la biopila control y las biopilas 4 y 5 al nivel de
signicancia α=001 demostrando que el trata-
miento realizado y la aplicacioacuten de cultivo mixto
de microorganismos fue eciente en la desconta-
minacioacuten de los lodos con residuos de TPH
En el segundo ensayo se evaluoacute el efec-to de 8 diferentes tratamientos para la degra-
dacioacuten de lodos contaminados con TPH del
sistema de alcantarillado de la zona industrial
de Bucaramanga mediante la concentracioacuten de
TPH en ppm (partes por milloacuten) en un perio-
do experimental de 120 diacuteas con observaciones
tomadas a los diacuteas 0 y 120 En la tabla 9 se
presentan los tratamientos bajo investigacioacuten y
los porcentajes de remocioacuten de TPH de cada
tratamiento al nal de un periodo experimental
de 120 diacuteas
La graacuteca 2 muestra el cambio en la con-
centracioacuten de TPH en ppm en un periodo de
120 diacuteas Todas las biopilas bajo estudio presen-
taron una disminucioacuten en la concentracioacuten de
TPH en el periodo experimental observaacutendose
mayor concentracioacuten en las biopilas 7 y 8
A los datos del segundo ensayo se les ajus-
toacute un modelo mixto lineal los estimados y los
errores estaacutendar El modelo reveloacute que no hay
diferencias signicativas entre los estimados delos efectos y este hallazgo y se conrmoacute en la
prueba general del modelo que se presentoacute en
la tabla 9 La conclusioacuten para este experimento
es que no hay efecto de las diferentes biopilas
en la concentracioacuten de TPH en ppm conside-
rando como efectos aleatorios las dos medicio-
nes de tiempo a los 0 y 120 diacuteas de periodo
experimental
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Biorremediacioacuten de lodos contaminados con aceites lubricantes usados 151
Tabla 9 Porcentaje de remocioacuten de TPH por el meacutetodo de extraccioacuten Soxhlet por 72 horas
concentracioacuten y determinacioacuten gravimeacutetrica para determinar la eficacia de remocioacuten
de los microorganismos inoculados en cada una de las biopilas en un periodo de 120 diacuteas
Nordm
BiopilasInoacuteculos
Proporcioacuten
Lodo contaminado
lodo
deshidratado
Concentracioacuten
inicial TPH
(ppm)
Concentracioacuten
final TPH (ppm)
Remocioacuten
1
Bacterias
I M C CU
Hongos D
14 20600 10600 48
2
Bacterias
I CT CK
Hongos H
14 20600 890 95
3Bacterias S1 S2
Hongos F H14 20600 980 95
4
Bacterias
I CU M S2
Hongos H
14 20600 1080 94
5Bacterias S1 C CK
Hongos H11 30150 1940 93
6Bacterias S2 I M
Hongos D11 30150 2870 90
7Bacterias S1 CU M
Hongos D41 396607 7630 80
8
Bacterias
I S1 CK
Hongos H
41 396605 5110 87
Graacutefca 2 Concentracioacuten de TPH en un periodo de 120 diacuteas
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152 Rev Colomb Biotecnol Vol XII No 1 Julio 2010 141-157
Tabla 10 Estimados y errores estaacutendar de los paraacutemetros del modelo lineal mixto utilizado para el
anaacutelisis de bloques aleatorios completos del experimento en el cual se evaluoacute el efecto de 8 diferentes
tratamientos para la degradacioacuten de lodos provenientes del sistema de alcantarillado de la ciudad en la
respuesta determinada por la concentracioacuten de TPH en ppm en un periodo experimental de 120 diacuteas
con observaciones tomadas a los diacuteas 0 y 120
Efectos fijos
Efecto Estimado Error estaacutendar Pr gt |t|
Intercepto 22385 12518 03246
Biopila 1 -6785 571826 02741
Biopila 2 -11640 571826 00812
Biopila 3 -11595 571826 00822
Biopila 4 -11545 571826 00833
Biopila 5 -6340 571826 03042
Biopila 6 -5875 571826 03384
Biopila 7 1260 571826 08319
Efectos aleatorios
Estimado Error estaacutendar
11761 11931
Tiempo 1 -11761 11931
Tabla 11 Significancia de los efectos fijos del tratamiento del modelo lineal mixto utilizado para el
anaacutelisis de bloques aleatorios completos del experimento en el cual se evaluoacute el efecto de 8 diferentes
tratamientos para la degradacioacuten de lodos provenientes del sistema de alcantarillado de la ciudad en la
respuesta determinada por la concentracioacuten de TPH en ppm en un periodo experimental de 120 diacuteas
con observaciones tomadas a los diacuteas 0 y 120
Efecto GL Num GL Den Valor de F p-valor
Tratamiento 7 7 158 02806
El anaacutelisis muestra que no hay efecto delas diferentes biopilas en la concentracioacuten de
TPH en ppm considerando como efectos alea-torios las dos mediciones de tiempo a los 0 y120 diacuteas de periodo experimental
La concentracioacuten inicial de plomo en ellodo contaminado fue de 1222 mgl y en loslodos postratamiento 8895 mgl La determi-nacioacuten de la demanda quiacutemica de oxiacutegeno y la
concentracioacuten de plomo de los lixiviados pro-ducidos durante el tratamiento de cada biopila
es necesaria para llevar a cabo una adecuada eli-
minacioacuten En la tabla 12 se observan los datos
de la DQO rerieacutendose a menos de 2000 mg
Lt Los niveles bajos de DQO sentildealan que los
contaminantes presentes en la mezclas fueron
degradados oacuteptimamente por los microorganis-
mos inoculados En las biopilas 2 6 y 7 donde
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Biorremediacioacuten de lodos contaminados con aceites lubricantes usados 153
se observan resultados de maacutes de 1000 mgLtaunque no es una concentracioacuten considerableindica que hay presencia de contaminantes queposiblemente fueron arrastrados por lixivia-cioacuten En la tabla 13 se observan las concentra-ciones de plomo resultantes en algunos casosson altas por lo que debe ser planeado un pos-terior tratamiento de estos lixiviados
Tabla 12 Concentraciones de DQO
por espectrofotometriacutea de los lixiviados
postratamiento del segundo ensayo
con 8 biopilas
Biopila NdegDQO
mglt
1 523
2 1074
3 382
4 234
5 514
6 1077
7 1222
8 533
Tabla 13 Determinacioacuten de plomo por la
teacutecnica de absorcioacuten atoacutemica de los lixiviados
postratamiento
Biopila NdegPlomo
mgl
1 1508
2 1103
3 1895
4 1167
5 2538
6 972
7 2823
8 17107
Tabla 14 Determinacioacuten de grasas y aceites
postratamiento por el meacutetodo gravimeacutetrico
por extraccioacuten Soxhlet
BiopilaGrasas y aceites
mgl
1 300
2 6766
3 3733
4 1896
5 2563
6 11913
7 15075
8 2650
Discusioacuten
Estudios realizados para el Instituto del
Petroacuteleo de Norteameacuterica ( API ) (Brisio 2005)
sobre tratamiento de suelos contaminados con
residuos de petroacuteleo demuestran que el 70-
90 es removido en diferentes tiempos conconcentraciones entre 10000 a 50000 ppm las
concentraciones de este estudio se encontraron
entre 19000 y 39000 ppm logrando remocio-
nes similares entre (74 al 95) en los dos ensa-
yos en 40 y 120 diacuteas
La fase experimental de los trabajos de
biorremediacioacuten de suelos contaminados con
aceites lubricantes usados (residuo peligroso)
y la evaluacioacuten de consorcios microbianos con
capacidad degradadora de residuos de hidro-
carburos y su aplicacioacuten muestran la alta simi-litud que presentan en tiempo y porcentajes de
remocioacuten en los dos grupos de biopilas tenien-
do en cuenta los microorganismos inoculados
y las proporciones de lodos donde se compara
con los resultados obtenidos por otros auto-
res (Benavides et al 2006 Corona et al 2004)
demostrando la gran importancia del inoacuteculo
microbiano para transformar y utilizar el con-
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154 Rev Colomb Biotecnol Vol XII No 1 Julio 2010 141-157
taminante como fuente de energiacutea en el proce-so de biorremediacioacuten
Se lograron porcentajes importantes (74-95) de descontaminacioacuten en tiempos cortosde 40 y 120 diacuteas comparados con los tiemposde 9-12 meses del trabajo realizado por Tetta-manti et al (2003) de igual forma se obtuvie-ron mayores remociones que la reportada enel trabajo de biorremediacioacuten de hidrocarburosde los sedimentos de la bahiacutea de La Habanade Nuacutentildeez et al (2005) del 48 con el cultivomixto aislado de dicha bahiacutea
Experiencias de biorremediacioacuten de sue-
los por teacutecnicas bioloacutegicas en la provincia deSanta Cruz (2002) y trabajos realizados por
Total Petroleum Hydrocarbon Criteria Wor-king Group Series ( TPHCWG 1998) en sue-los contaminados con concentraciones entre20000-55000 ppm como grasas y aceitesfueron degradados entre 2 y 3 antildeos (Brisio2005) otros estudios realizados por Huese-mann y Moore (1993) muestran que el 93de los hidrocarburos saturados y el 74 de losaromaacuteticos fue degradado en suelo arenoso deMichigan ( EEUU ) con una concentracioacuten ini-
cial de 30000 ppm TPH el estudio tambieacutenindica que la fraccioacuten polar fue resistente a ladegradacioacuten durante los 5 meses que duroacute elestudio
Las cepas aisladas e identicadas de loslodos contaminados con capacidad degradado-ra de hidrocarburos han sido reportadas en laliteratura dentro de ellas tenemos gram nega-tivas ( Pseudomonas aeruginosa Citrobacter freundii
Proteus mirabilis Proteus vulgaris Proteus penneri
Acinetobacter iwof entre otras) y gram positivas( Oerskovia species Bacillus brevis Nocardia spp Ac-
tinomyces spp y Bacillus megaterium Micrococcusspp) (Benavides et al 2006) y cepas de hongos( Aspergillus spp Trichoderma spp Fusarium spp y
Rhizopus spp ) Las pruebas de degradabilidadcompetitividad y compatibilidad realizadas aestas bacterias y hongos nos permitieron eva-luar que Pseudomonas aureuginosa y Psedomonas pu-
tida son microorganismos con alta capacidaddegradadora de TPH sin restarle importancia
a otros microorganismos (Arauacutejo et al 2005Corona et al 2004 Vintildeas 2005)
El uso de cultivos mixtos o pool bacte-riano favorece una degradacioacuten mayor con eluso de bioestimulacioacuten (Caacuterdenas 2006) sien-
do mayor el tiempo utilizado por este autor yporcentajes de remocioacuten de TPH similares a loslogrados en este trabajo
La aplicacioacuten de lodos provenientes detratamiento de aguas residuales domeacutesticas uti-
lizadas como esponjante y aporte de energiacutea auna concentracioacuten del 25 y una concentra-cioacuten inicial de TPH de 212745 ppm es una
buena opcioacuten ya que se obtuvieron remocionesde TPH de 458 5428 7403 y 8709 en 40diacuteas las diferencias estaacuten dadas seguacuten el pool demicroorganismos aplicados estos contrastancon los resultados reportados por Caacuterdenas et
al (2004) en las concentraciones de 30 de lo-dos obteniendo porcentajes menores de remo-cioacuten como 4198 y 4746 en tres meses y una
concentracioacuten inicial de 4000 ppm de TPH
Conclusiones
Con este trabajo se lograron porcenta-jes considerables de remocioacuten de TPH entreel 7403 y 8709 en 40 diacuteas y 87 94 y 95en 120 diacuteas con la aplicacioacuten de los consorcios
microbianos obtenidos y la metodologiacutea apli-cada en el proceso de biorremediacioacuten en laspruebas de campo
Se pudo evidenciar que estos residuos de-
positados en los suelos no son degradados sinla realizacioacuten de un adecuado tratamiento
El uso de microorganismos nativos re-
presenta una alternativa para reducir la conta-minacioacuten generada por residuos peligrosos y
recuperacioacuten de zonas impactadas
Agradecimientos
A la Corporacioacuten Autoacutenoma Regional
para la Defensa de la Meseta de Bucaraman-ga ( CDMB ) Al personal de los laboratorios de
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Biorremediacioacuten de lodos contaminados con aceites lubricantes usados 155
la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales( PTAR ) de Riacuteo Friacuteo (Giroacuten Santander Colom-bia) Al laboratorio de Control de Calidad de
Aguas del Acueducto Metropolitano de Buca-ramanga ( AMB ) Al programa de Bacteriologiacutea
y Laboratorio Cliacutenico de la Universidad de San-tander ( UDES ) y a los estudiantes que llevarona cabo las pruebas de campo del proceso deBiorremediacioacuten
Anexo
Microorganismos aislados en el Proyecto de Biorremediacioacuten fase I por estudiantes de la UDES
Morfologiacutea
Bacilos gram negativos Bacilos gram positivos Cocos gram positivos Hongos
Pseudomonas aeruginosa (S1)
Pseudomonas puacutetida (S2)Oerskovia species Micrococcus spp(M) Aspergillus spp(F)
Citrobacter freundii Bacillus brevis (CU) Trichoderma spp(H)
Proteus mirabilis Proteus
vulgaris Proteus penneriNocardia spp(CK) Fusarium spp
Acinetobacter iwoffi (I) Actinomyces Rhizopus spp (D)
Morganella morganni Bacillus megaterium
Alcaligenes spp
Hafnia alves
Citrobacter diversus (CT)
Enterobacter cloacae
Klebsiella oxytoca
Klebsiella ozaenae
Achromobacter species
Escherichia coli (C)
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Tabla 9 Porcentaje de remocioacuten de TPH por el meacutetodo de extraccioacuten Soxhlet por 72 horas
concentracioacuten y determinacioacuten gravimeacutetrica para determinar la eficacia de remocioacuten
de los microorganismos inoculados en cada una de las biopilas en un periodo de 120 diacuteas
Nordm
BiopilasInoacuteculos
Proporcioacuten
Lodo contaminado
lodo
deshidratado
Concentracioacuten
inicial TPH
(ppm)
Concentracioacuten
final TPH (ppm)
Remocioacuten
1
Bacterias
I M C CU
Hongos D
14 20600 10600 48
2
Bacterias
I CT CK
Hongos H
14 20600 890 95
3Bacterias S1 S2
Hongos F H14 20600 980 95
4
Bacterias
I CU M S2
Hongos H
14 20600 1080 94
5Bacterias S1 C CK
Hongos H11 30150 1940 93
6Bacterias S2 I M
Hongos D11 30150 2870 90
7Bacterias S1 CU M
Hongos D41 396607 7630 80
8
Bacterias
I S1 CK
Hongos H
41 396605 5110 87
Graacutefca 2 Concentracioacuten de TPH en un periodo de 120 diacuteas
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Tabla 10 Estimados y errores estaacutendar de los paraacutemetros del modelo lineal mixto utilizado para el
anaacutelisis de bloques aleatorios completos del experimento en el cual se evaluoacute el efecto de 8 diferentes
tratamientos para la degradacioacuten de lodos provenientes del sistema de alcantarillado de la ciudad en la
respuesta determinada por la concentracioacuten de TPH en ppm en un periodo experimental de 120 diacuteas
con observaciones tomadas a los diacuteas 0 y 120
Efectos fijos
Efecto Estimado Error estaacutendar Pr gt |t|
Intercepto 22385 12518 03246
Biopila 1 -6785 571826 02741
Biopila 2 -11640 571826 00812
Biopila 3 -11595 571826 00822
Biopila 4 -11545 571826 00833
Biopila 5 -6340 571826 03042
Biopila 6 -5875 571826 03384
Biopila 7 1260 571826 08319
Efectos aleatorios
Estimado Error estaacutendar
11761 11931
Tiempo 1 -11761 11931
Tabla 11 Significancia de los efectos fijos del tratamiento del modelo lineal mixto utilizado para el
anaacutelisis de bloques aleatorios completos del experimento en el cual se evaluoacute el efecto de 8 diferentes
tratamientos para la degradacioacuten de lodos provenientes del sistema de alcantarillado de la ciudad en la
respuesta determinada por la concentracioacuten de TPH en ppm en un periodo experimental de 120 diacuteas
con observaciones tomadas a los diacuteas 0 y 120
Efecto GL Num GL Den Valor de F p-valor
Tratamiento 7 7 158 02806
El anaacutelisis muestra que no hay efecto delas diferentes biopilas en la concentracioacuten de
TPH en ppm considerando como efectos alea-torios las dos mediciones de tiempo a los 0 y120 diacuteas de periodo experimental
La concentracioacuten inicial de plomo en ellodo contaminado fue de 1222 mgl y en loslodos postratamiento 8895 mgl La determi-nacioacuten de la demanda quiacutemica de oxiacutegeno y la
concentracioacuten de plomo de los lixiviados pro-ducidos durante el tratamiento de cada biopila
es necesaria para llevar a cabo una adecuada eli-
minacioacuten En la tabla 12 se observan los datos
de la DQO rerieacutendose a menos de 2000 mg
Lt Los niveles bajos de DQO sentildealan que los
contaminantes presentes en la mezclas fueron
degradados oacuteptimamente por los microorganis-
mos inoculados En las biopilas 2 6 y 7 donde
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Biorremediacioacuten de lodos contaminados con aceites lubricantes usados 153
se observan resultados de maacutes de 1000 mgLtaunque no es una concentracioacuten considerableindica que hay presencia de contaminantes queposiblemente fueron arrastrados por lixivia-cioacuten En la tabla 13 se observan las concentra-ciones de plomo resultantes en algunos casosson altas por lo que debe ser planeado un pos-terior tratamiento de estos lixiviados
Tabla 12 Concentraciones de DQO
por espectrofotometriacutea de los lixiviados
postratamiento del segundo ensayo
con 8 biopilas
Biopila NdegDQO
mglt
1 523
2 1074
3 382
4 234
5 514
6 1077
7 1222
8 533
Tabla 13 Determinacioacuten de plomo por la
teacutecnica de absorcioacuten atoacutemica de los lixiviados
postratamiento
Biopila NdegPlomo
mgl
1 1508
2 1103
3 1895
4 1167
5 2538
6 972
7 2823
8 17107
Tabla 14 Determinacioacuten de grasas y aceites
postratamiento por el meacutetodo gravimeacutetrico
por extraccioacuten Soxhlet
BiopilaGrasas y aceites
mgl
1 300
2 6766
3 3733
4 1896
5 2563
6 11913
7 15075
8 2650
Discusioacuten
Estudios realizados para el Instituto del
Petroacuteleo de Norteameacuterica ( API ) (Brisio 2005)
sobre tratamiento de suelos contaminados con
residuos de petroacuteleo demuestran que el 70-
90 es removido en diferentes tiempos conconcentraciones entre 10000 a 50000 ppm las
concentraciones de este estudio se encontraron
entre 19000 y 39000 ppm logrando remocio-
nes similares entre (74 al 95) en los dos ensa-
yos en 40 y 120 diacuteas
La fase experimental de los trabajos de
biorremediacioacuten de suelos contaminados con
aceites lubricantes usados (residuo peligroso)
y la evaluacioacuten de consorcios microbianos con
capacidad degradadora de residuos de hidro-
carburos y su aplicacioacuten muestran la alta simi-litud que presentan en tiempo y porcentajes de
remocioacuten en los dos grupos de biopilas tenien-
do en cuenta los microorganismos inoculados
y las proporciones de lodos donde se compara
con los resultados obtenidos por otros auto-
res (Benavides et al 2006 Corona et al 2004)
demostrando la gran importancia del inoacuteculo
microbiano para transformar y utilizar el con-
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taminante como fuente de energiacutea en el proce-so de biorremediacioacuten
Se lograron porcentajes importantes (74-95) de descontaminacioacuten en tiempos cortosde 40 y 120 diacuteas comparados con los tiemposde 9-12 meses del trabajo realizado por Tetta-manti et al (2003) de igual forma se obtuvie-ron mayores remociones que la reportada enel trabajo de biorremediacioacuten de hidrocarburosde los sedimentos de la bahiacutea de La Habanade Nuacutentildeez et al (2005) del 48 con el cultivomixto aislado de dicha bahiacutea
Experiencias de biorremediacioacuten de sue-
los por teacutecnicas bioloacutegicas en la provincia deSanta Cruz (2002) y trabajos realizados por
Total Petroleum Hydrocarbon Criteria Wor-king Group Series ( TPHCWG 1998) en sue-los contaminados con concentraciones entre20000-55000 ppm como grasas y aceitesfueron degradados entre 2 y 3 antildeos (Brisio2005) otros estudios realizados por Huese-mann y Moore (1993) muestran que el 93de los hidrocarburos saturados y el 74 de losaromaacuteticos fue degradado en suelo arenoso deMichigan ( EEUU ) con una concentracioacuten ini-
cial de 30000 ppm TPH el estudio tambieacutenindica que la fraccioacuten polar fue resistente a ladegradacioacuten durante los 5 meses que duroacute elestudio
Las cepas aisladas e identicadas de loslodos contaminados con capacidad degradado-ra de hidrocarburos han sido reportadas en laliteratura dentro de ellas tenemos gram nega-tivas ( Pseudomonas aeruginosa Citrobacter freundii
Proteus mirabilis Proteus vulgaris Proteus penneri
Acinetobacter iwof entre otras) y gram positivas( Oerskovia species Bacillus brevis Nocardia spp Ac-
tinomyces spp y Bacillus megaterium Micrococcusspp) (Benavides et al 2006) y cepas de hongos( Aspergillus spp Trichoderma spp Fusarium spp y
Rhizopus spp ) Las pruebas de degradabilidadcompetitividad y compatibilidad realizadas aestas bacterias y hongos nos permitieron eva-luar que Pseudomonas aureuginosa y Psedomonas pu-
tida son microorganismos con alta capacidaddegradadora de TPH sin restarle importancia
a otros microorganismos (Arauacutejo et al 2005Corona et al 2004 Vintildeas 2005)
El uso de cultivos mixtos o pool bacte-riano favorece una degradacioacuten mayor con eluso de bioestimulacioacuten (Caacuterdenas 2006) sien-
do mayor el tiempo utilizado por este autor yporcentajes de remocioacuten de TPH similares a loslogrados en este trabajo
La aplicacioacuten de lodos provenientes detratamiento de aguas residuales domeacutesticas uti-
lizadas como esponjante y aporte de energiacutea auna concentracioacuten del 25 y una concentra-cioacuten inicial de TPH de 212745 ppm es una
buena opcioacuten ya que se obtuvieron remocionesde TPH de 458 5428 7403 y 8709 en 40diacuteas las diferencias estaacuten dadas seguacuten el pool demicroorganismos aplicados estos contrastancon los resultados reportados por Caacuterdenas et
al (2004) en las concentraciones de 30 de lo-dos obteniendo porcentajes menores de remo-cioacuten como 4198 y 4746 en tres meses y una
concentracioacuten inicial de 4000 ppm de TPH
Conclusiones
Con este trabajo se lograron porcenta-jes considerables de remocioacuten de TPH entreel 7403 y 8709 en 40 diacuteas y 87 94 y 95en 120 diacuteas con la aplicacioacuten de los consorcios
microbianos obtenidos y la metodologiacutea apli-cada en el proceso de biorremediacioacuten en laspruebas de campo
Se pudo evidenciar que estos residuos de-
positados en los suelos no son degradados sinla realizacioacuten de un adecuado tratamiento
El uso de microorganismos nativos re-
presenta una alternativa para reducir la conta-minacioacuten generada por residuos peligrosos y
recuperacioacuten de zonas impactadas
Agradecimientos
A la Corporacioacuten Autoacutenoma Regional
para la Defensa de la Meseta de Bucaraman-ga ( CDMB ) Al personal de los laboratorios de
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Biorremediacioacuten de lodos contaminados con aceites lubricantes usados 155
la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales( PTAR ) de Riacuteo Friacuteo (Giroacuten Santander Colom-bia) Al laboratorio de Control de Calidad de
Aguas del Acueducto Metropolitano de Buca-ramanga ( AMB ) Al programa de Bacteriologiacutea
y Laboratorio Cliacutenico de la Universidad de San-tander ( UDES ) y a los estudiantes que llevarona cabo las pruebas de campo del proceso deBiorremediacioacuten
Anexo
Microorganismos aislados en el Proyecto de Biorremediacioacuten fase I por estudiantes de la UDES
Morfologiacutea
Bacilos gram negativos Bacilos gram positivos Cocos gram positivos Hongos
Pseudomonas aeruginosa (S1)
Pseudomonas puacutetida (S2)Oerskovia species Micrococcus spp(M) Aspergillus spp(F)
Citrobacter freundii Bacillus brevis (CU) Trichoderma spp(H)
Proteus mirabilis Proteus
vulgaris Proteus penneriNocardia spp(CK) Fusarium spp
Acinetobacter iwoffi (I) Actinomyces Rhizopus spp (D)
Morganella morganni Bacillus megaterium
Alcaligenes spp
Hafnia alves
Citrobacter diversus (CT)
Enterobacter cloacae
Klebsiella oxytoca
Klebsiella ozaenae
Achromobacter species
Escherichia coli (C)
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152 Rev Colomb Biotecnol Vol XII No 1 Julio 2010 141-157
Tabla 10 Estimados y errores estaacutendar de los paraacutemetros del modelo lineal mixto utilizado para el
anaacutelisis de bloques aleatorios completos del experimento en el cual se evaluoacute el efecto de 8 diferentes
tratamientos para la degradacioacuten de lodos provenientes del sistema de alcantarillado de la ciudad en la
respuesta determinada por la concentracioacuten de TPH en ppm en un periodo experimental de 120 diacuteas
con observaciones tomadas a los diacuteas 0 y 120
Efectos fijos
Efecto Estimado Error estaacutendar Pr gt |t|
Intercepto 22385 12518 03246
Biopila 1 -6785 571826 02741
Biopila 2 -11640 571826 00812
Biopila 3 -11595 571826 00822
Biopila 4 -11545 571826 00833
Biopila 5 -6340 571826 03042
Biopila 6 -5875 571826 03384
Biopila 7 1260 571826 08319
Efectos aleatorios
Estimado Error estaacutendar
11761 11931
Tiempo 1 -11761 11931
Tabla 11 Significancia de los efectos fijos del tratamiento del modelo lineal mixto utilizado para el
anaacutelisis de bloques aleatorios completos del experimento en el cual se evaluoacute el efecto de 8 diferentes
tratamientos para la degradacioacuten de lodos provenientes del sistema de alcantarillado de la ciudad en la
respuesta determinada por la concentracioacuten de TPH en ppm en un periodo experimental de 120 diacuteas
con observaciones tomadas a los diacuteas 0 y 120
Efecto GL Num GL Den Valor de F p-valor
Tratamiento 7 7 158 02806
El anaacutelisis muestra que no hay efecto delas diferentes biopilas en la concentracioacuten de
TPH en ppm considerando como efectos alea-torios las dos mediciones de tiempo a los 0 y120 diacuteas de periodo experimental
La concentracioacuten inicial de plomo en ellodo contaminado fue de 1222 mgl y en loslodos postratamiento 8895 mgl La determi-nacioacuten de la demanda quiacutemica de oxiacutegeno y la
concentracioacuten de plomo de los lixiviados pro-ducidos durante el tratamiento de cada biopila
es necesaria para llevar a cabo una adecuada eli-
minacioacuten En la tabla 12 se observan los datos
de la DQO rerieacutendose a menos de 2000 mg
Lt Los niveles bajos de DQO sentildealan que los
contaminantes presentes en la mezclas fueron
degradados oacuteptimamente por los microorganis-
mos inoculados En las biopilas 2 6 y 7 donde
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Biorremediacioacuten de lodos contaminados con aceites lubricantes usados 153
se observan resultados de maacutes de 1000 mgLtaunque no es una concentracioacuten considerableindica que hay presencia de contaminantes queposiblemente fueron arrastrados por lixivia-cioacuten En la tabla 13 se observan las concentra-ciones de plomo resultantes en algunos casosson altas por lo que debe ser planeado un pos-terior tratamiento de estos lixiviados
Tabla 12 Concentraciones de DQO
por espectrofotometriacutea de los lixiviados
postratamiento del segundo ensayo
con 8 biopilas
Biopila NdegDQO
mglt
1 523
2 1074
3 382
4 234
5 514
6 1077
7 1222
8 533
Tabla 13 Determinacioacuten de plomo por la
teacutecnica de absorcioacuten atoacutemica de los lixiviados
postratamiento
Biopila NdegPlomo
mgl
1 1508
2 1103
3 1895
4 1167
5 2538
6 972
7 2823
8 17107
Tabla 14 Determinacioacuten de grasas y aceites
postratamiento por el meacutetodo gravimeacutetrico
por extraccioacuten Soxhlet
BiopilaGrasas y aceites
mgl
1 300
2 6766
3 3733
4 1896
5 2563
6 11913
7 15075
8 2650
Discusioacuten
Estudios realizados para el Instituto del
Petroacuteleo de Norteameacuterica ( API ) (Brisio 2005)
sobre tratamiento de suelos contaminados con
residuos de petroacuteleo demuestran que el 70-
90 es removido en diferentes tiempos conconcentraciones entre 10000 a 50000 ppm las
concentraciones de este estudio se encontraron
entre 19000 y 39000 ppm logrando remocio-
nes similares entre (74 al 95) en los dos ensa-
yos en 40 y 120 diacuteas
La fase experimental de los trabajos de
biorremediacioacuten de suelos contaminados con
aceites lubricantes usados (residuo peligroso)
y la evaluacioacuten de consorcios microbianos con
capacidad degradadora de residuos de hidro-
carburos y su aplicacioacuten muestran la alta simi-litud que presentan en tiempo y porcentajes de
remocioacuten en los dos grupos de biopilas tenien-
do en cuenta los microorganismos inoculados
y las proporciones de lodos donde se compara
con los resultados obtenidos por otros auto-
res (Benavides et al 2006 Corona et al 2004)
demostrando la gran importancia del inoacuteculo
microbiano para transformar y utilizar el con-
7172019 Biorremediacioacuten de Lodos Contaminados Con Aceites Lubricantes Usados
httpslidepdfcomreaderfullbiorremediacion-de-lodos-contaminados-con-aceites-lubricantes-usados 1518
154 Rev Colomb Biotecnol Vol XII No 1 Julio 2010 141-157
taminante como fuente de energiacutea en el proce-so de biorremediacioacuten
Se lograron porcentajes importantes (74-95) de descontaminacioacuten en tiempos cortosde 40 y 120 diacuteas comparados con los tiemposde 9-12 meses del trabajo realizado por Tetta-manti et al (2003) de igual forma se obtuvie-ron mayores remociones que la reportada enel trabajo de biorremediacioacuten de hidrocarburosde los sedimentos de la bahiacutea de La Habanade Nuacutentildeez et al (2005) del 48 con el cultivomixto aislado de dicha bahiacutea
Experiencias de biorremediacioacuten de sue-
los por teacutecnicas bioloacutegicas en la provincia deSanta Cruz (2002) y trabajos realizados por
Total Petroleum Hydrocarbon Criteria Wor-king Group Series ( TPHCWG 1998) en sue-los contaminados con concentraciones entre20000-55000 ppm como grasas y aceitesfueron degradados entre 2 y 3 antildeos (Brisio2005) otros estudios realizados por Huese-mann y Moore (1993) muestran que el 93de los hidrocarburos saturados y el 74 de losaromaacuteticos fue degradado en suelo arenoso deMichigan ( EEUU ) con una concentracioacuten ini-
cial de 30000 ppm TPH el estudio tambieacutenindica que la fraccioacuten polar fue resistente a ladegradacioacuten durante los 5 meses que duroacute elestudio
Las cepas aisladas e identicadas de loslodos contaminados con capacidad degradado-ra de hidrocarburos han sido reportadas en laliteratura dentro de ellas tenemos gram nega-tivas ( Pseudomonas aeruginosa Citrobacter freundii
Proteus mirabilis Proteus vulgaris Proteus penneri
Acinetobacter iwof entre otras) y gram positivas( Oerskovia species Bacillus brevis Nocardia spp Ac-
tinomyces spp y Bacillus megaterium Micrococcusspp) (Benavides et al 2006) y cepas de hongos( Aspergillus spp Trichoderma spp Fusarium spp y
Rhizopus spp ) Las pruebas de degradabilidadcompetitividad y compatibilidad realizadas aestas bacterias y hongos nos permitieron eva-luar que Pseudomonas aureuginosa y Psedomonas pu-
tida son microorganismos con alta capacidaddegradadora de TPH sin restarle importancia
a otros microorganismos (Arauacutejo et al 2005Corona et al 2004 Vintildeas 2005)
El uso de cultivos mixtos o pool bacte-riano favorece una degradacioacuten mayor con eluso de bioestimulacioacuten (Caacuterdenas 2006) sien-
do mayor el tiempo utilizado por este autor yporcentajes de remocioacuten de TPH similares a loslogrados en este trabajo
La aplicacioacuten de lodos provenientes detratamiento de aguas residuales domeacutesticas uti-
lizadas como esponjante y aporte de energiacutea auna concentracioacuten del 25 y una concentra-cioacuten inicial de TPH de 212745 ppm es una
buena opcioacuten ya que se obtuvieron remocionesde TPH de 458 5428 7403 y 8709 en 40diacuteas las diferencias estaacuten dadas seguacuten el pool demicroorganismos aplicados estos contrastancon los resultados reportados por Caacuterdenas et
al (2004) en las concentraciones de 30 de lo-dos obteniendo porcentajes menores de remo-cioacuten como 4198 y 4746 en tres meses y una
concentracioacuten inicial de 4000 ppm de TPH
Conclusiones
Con este trabajo se lograron porcenta-jes considerables de remocioacuten de TPH entreel 7403 y 8709 en 40 diacuteas y 87 94 y 95en 120 diacuteas con la aplicacioacuten de los consorcios
microbianos obtenidos y la metodologiacutea apli-cada en el proceso de biorremediacioacuten en laspruebas de campo
Se pudo evidenciar que estos residuos de-
positados en los suelos no son degradados sinla realizacioacuten de un adecuado tratamiento
El uso de microorganismos nativos re-
presenta una alternativa para reducir la conta-minacioacuten generada por residuos peligrosos y
recuperacioacuten de zonas impactadas
Agradecimientos
A la Corporacioacuten Autoacutenoma Regional
para la Defensa de la Meseta de Bucaraman-ga ( CDMB ) Al personal de los laboratorios de
7172019 Biorremediacioacuten de Lodos Contaminados Con Aceites Lubricantes Usados
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Biorremediacioacuten de lodos contaminados con aceites lubricantes usados 155
la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales( PTAR ) de Riacuteo Friacuteo (Giroacuten Santander Colom-bia) Al laboratorio de Control de Calidad de
Aguas del Acueducto Metropolitano de Buca-ramanga ( AMB ) Al programa de Bacteriologiacutea
y Laboratorio Cliacutenico de la Universidad de San-tander ( UDES ) y a los estudiantes que llevarona cabo las pruebas de campo del proceso deBiorremediacioacuten
Anexo
Microorganismos aislados en el Proyecto de Biorremediacioacuten fase I por estudiantes de la UDES
Morfologiacutea
Bacilos gram negativos Bacilos gram positivos Cocos gram positivos Hongos
Pseudomonas aeruginosa (S1)
Pseudomonas puacutetida (S2)Oerskovia species Micrococcus spp(M) Aspergillus spp(F)
Citrobacter freundii Bacillus brevis (CU) Trichoderma spp(H)
Proteus mirabilis Proteus
vulgaris Proteus penneriNocardia spp(CK) Fusarium spp
Acinetobacter iwoffi (I) Actinomyces Rhizopus spp (D)
Morganella morganni Bacillus megaterium
Alcaligenes spp
Hafnia alves
Citrobacter diversus (CT)
Enterobacter cloacae
Klebsiella oxytoca
Klebsiella ozaenae
Achromobacter species
Escherichia coli (C)
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156 Rev Colomb Biotecnol Vol XII No 1 Julio 2010 141-157
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partir de un suelo Agriacutecola contaminado con abonos
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Benavides L J 983121uintero G Guevara V A Jaimes D CBioremediacioacuten de suelos contaminados con hidrocar-buros derivados del petroacuteleo Colombia Nova 4 (5)1-116
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7172019 Biorremediacioacuten de Lodos Contaminados Con Aceites Lubricantes Usados
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Biorremediacioacuten de lodos contaminados con aceites lubricantes usados 157
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Biorremediacioacuten de lodos contaminados con aceites lubricantes usados 153
se observan resultados de maacutes de 1000 mgLtaunque no es una concentracioacuten considerableindica que hay presencia de contaminantes queposiblemente fueron arrastrados por lixivia-cioacuten En la tabla 13 se observan las concentra-ciones de plomo resultantes en algunos casosson altas por lo que debe ser planeado un pos-terior tratamiento de estos lixiviados
Tabla 12 Concentraciones de DQO
por espectrofotometriacutea de los lixiviados
postratamiento del segundo ensayo
con 8 biopilas
Biopila NdegDQO
mglt
1 523
2 1074
3 382
4 234
5 514
6 1077
7 1222
8 533
Tabla 13 Determinacioacuten de plomo por la
teacutecnica de absorcioacuten atoacutemica de los lixiviados
postratamiento
Biopila NdegPlomo
mgl
1 1508
2 1103
3 1895
4 1167
5 2538
6 972
7 2823
8 17107
Tabla 14 Determinacioacuten de grasas y aceites
postratamiento por el meacutetodo gravimeacutetrico
por extraccioacuten Soxhlet
BiopilaGrasas y aceites
mgl
1 300
2 6766
3 3733
4 1896
5 2563
6 11913
7 15075
8 2650
Discusioacuten
Estudios realizados para el Instituto del
Petroacuteleo de Norteameacuterica ( API ) (Brisio 2005)
sobre tratamiento de suelos contaminados con
residuos de petroacuteleo demuestran que el 70-
90 es removido en diferentes tiempos conconcentraciones entre 10000 a 50000 ppm las
concentraciones de este estudio se encontraron
entre 19000 y 39000 ppm logrando remocio-
nes similares entre (74 al 95) en los dos ensa-
yos en 40 y 120 diacuteas
La fase experimental de los trabajos de
biorremediacioacuten de suelos contaminados con
aceites lubricantes usados (residuo peligroso)
y la evaluacioacuten de consorcios microbianos con
capacidad degradadora de residuos de hidro-
carburos y su aplicacioacuten muestran la alta simi-litud que presentan en tiempo y porcentajes de
remocioacuten en los dos grupos de biopilas tenien-
do en cuenta los microorganismos inoculados
y las proporciones de lodos donde se compara
con los resultados obtenidos por otros auto-
res (Benavides et al 2006 Corona et al 2004)
demostrando la gran importancia del inoacuteculo
microbiano para transformar y utilizar el con-
7172019 Biorremediacioacuten de Lodos Contaminados Con Aceites Lubricantes Usados
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154 Rev Colomb Biotecnol Vol XII No 1 Julio 2010 141-157
taminante como fuente de energiacutea en el proce-so de biorremediacioacuten
Se lograron porcentajes importantes (74-95) de descontaminacioacuten en tiempos cortosde 40 y 120 diacuteas comparados con los tiemposde 9-12 meses del trabajo realizado por Tetta-manti et al (2003) de igual forma se obtuvie-ron mayores remociones que la reportada enel trabajo de biorremediacioacuten de hidrocarburosde los sedimentos de la bahiacutea de La Habanade Nuacutentildeez et al (2005) del 48 con el cultivomixto aislado de dicha bahiacutea
Experiencias de biorremediacioacuten de sue-
los por teacutecnicas bioloacutegicas en la provincia deSanta Cruz (2002) y trabajos realizados por
Total Petroleum Hydrocarbon Criteria Wor-king Group Series ( TPHCWG 1998) en sue-los contaminados con concentraciones entre20000-55000 ppm como grasas y aceitesfueron degradados entre 2 y 3 antildeos (Brisio2005) otros estudios realizados por Huese-mann y Moore (1993) muestran que el 93de los hidrocarburos saturados y el 74 de losaromaacuteticos fue degradado en suelo arenoso deMichigan ( EEUU ) con una concentracioacuten ini-
cial de 30000 ppm TPH el estudio tambieacutenindica que la fraccioacuten polar fue resistente a ladegradacioacuten durante los 5 meses que duroacute elestudio
Las cepas aisladas e identicadas de loslodos contaminados con capacidad degradado-ra de hidrocarburos han sido reportadas en laliteratura dentro de ellas tenemos gram nega-tivas ( Pseudomonas aeruginosa Citrobacter freundii
Proteus mirabilis Proteus vulgaris Proteus penneri
Acinetobacter iwof entre otras) y gram positivas( Oerskovia species Bacillus brevis Nocardia spp Ac-
tinomyces spp y Bacillus megaterium Micrococcusspp) (Benavides et al 2006) y cepas de hongos( Aspergillus spp Trichoderma spp Fusarium spp y
Rhizopus spp ) Las pruebas de degradabilidadcompetitividad y compatibilidad realizadas aestas bacterias y hongos nos permitieron eva-luar que Pseudomonas aureuginosa y Psedomonas pu-
tida son microorganismos con alta capacidaddegradadora de TPH sin restarle importancia
a otros microorganismos (Arauacutejo et al 2005Corona et al 2004 Vintildeas 2005)
El uso de cultivos mixtos o pool bacte-riano favorece una degradacioacuten mayor con eluso de bioestimulacioacuten (Caacuterdenas 2006) sien-
do mayor el tiempo utilizado por este autor yporcentajes de remocioacuten de TPH similares a loslogrados en este trabajo
La aplicacioacuten de lodos provenientes detratamiento de aguas residuales domeacutesticas uti-
lizadas como esponjante y aporte de energiacutea auna concentracioacuten del 25 y una concentra-cioacuten inicial de TPH de 212745 ppm es una
buena opcioacuten ya que se obtuvieron remocionesde TPH de 458 5428 7403 y 8709 en 40diacuteas las diferencias estaacuten dadas seguacuten el pool demicroorganismos aplicados estos contrastancon los resultados reportados por Caacuterdenas et
al (2004) en las concentraciones de 30 de lo-dos obteniendo porcentajes menores de remo-cioacuten como 4198 y 4746 en tres meses y una
concentracioacuten inicial de 4000 ppm de TPH
Conclusiones
Con este trabajo se lograron porcenta-jes considerables de remocioacuten de TPH entreel 7403 y 8709 en 40 diacuteas y 87 94 y 95en 120 diacuteas con la aplicacioacuten de los consorcios
microbianos obtenidos y la metodologiacutea apli-cada en el proceso de biorremediacioacuten en laspruebas de campo
Se pudo evidenciar que estos residuos de-
positados en los suelos no son degradados sinla realizacioacuten de un adecuado tratamiento
El uso de microorganismos nativos re-
presenta una alternativa para reducir la conta-minacioacuten generada por residuos peligrosos y
recuperacioacuten de zonas impactadas
Agradecimientos
A la Corporacioacuten Autoacutenoma Regional
para la Defensa de la Meseta de Bucaraman-ga ( CDMB ) Al personal de los laboratorios de
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Biorremediacioacuten de lodos contaminados con aceites lubricantes usados 155
la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales( PTAR ) de Riacuteo Friacuteo (Giroacuten Santander Colom-bia) Al laboratorio de Control de Calidad de
Aguas del Acueducto Metropolitano de Buca-ramanga ( AMB ) Al programa de Bacteriologiacutea
y Laboratorio Cliacutenico de la Universidad de San-tander ( UDES ) y a los estudiantes que llevarona cabo las pruebas de campo del proceso deBiorremediacioacuten
Anexo
Microorganismos aislados en el Proyecto de Biorremediacioacuten fase I por estudiantes de la UDES
Morfologiacutea
Bacilos gram negativos Bacilos gram positivos Cocos gram positivos Hongos
Pseudomonas aeruginosa (S1)
Pseudomonas puacutetida (S2)Oerskovia species Micrococcus spp(M) Aspergillus spp(F)
Citrobacter freundii Bacillus brevis (CU) Trichoderma spp(H)
Proteus mirabilis Proteus
vulgaris Proteus penneriNocardia spp(CK) Fusarium spp
Acinetobacter iwoffi (I) Actinomyces Rhizopus spp (D)
Morganella morganni Bacillus megaterium
Alcaligenes spp
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Klebsiella oxytoca
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156 Rev Colomb Biotecnol Vol XII No 1 Julio 2010 141-157
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E 2008 Construccioacuten de modelos jeraacuterquicos en con-textos aplicados Psicothema 20 (004) 830-838
Vargas P Cueacutellar R Dussaacuten J 2004 Biorremediacioacuten deresiduos del petroacuteleo Apuntes cientiacuteficos uniandinos4 43-49
7172019 Biorremediacioacuten de Lodos Contaminados Con Aceites Lubricantes Usados
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154 Rev Colomb Biotecnol Vol XII No 1 Julio 2010 141-157
taminante como fuente de energiacutea en el proce-so de biorremediacioacuten
Se lograron porcentajes importantes (74-95) de descontaminacioacuten en tiempos cortosde 40 y 120 diacuteas comparados con los tiemposde 9-12 meses del trabajo realizado por Tetta-manti et al (2003) de igual forma se obtuvie-ron mayores remociones que la reportada enel trabajo de biorremediacioacuten de hidrocarburosde los sedimentos de la bahiacutea de La Habanade Nuacutentildeez et al (2005) del 48 con el cultivomixto aislado de dicha bahiacutea
Experiencias de biorremediacioacuten de sue-
los por teacutecnicas bioloacutegicas en la provincia deSanta Cruz (2002) y trabajos realizados por
Total Petroleum Hydrocarbon Criteria Wor-king Group Series ( TPHCWG 1998) en sue-los contaminados con concentraciones entre20000-55000 ppm como grasas y aceitesfueron degradados entre 2 y 3 antildeos (Brisio2005) otros estudios realizados por Huese-mann y Moore (1993) muestran que el 93de los hidrocarburos saturados y el 74 de losaromaacuteticos fue degradado en suelo arenoso deMichigan ( EEUU ) con una concentracioacuten ini-
cial de 30000 ppm TPH el estudio tambieacutenindica que la fraccioacuten polar fue resistente a ladegradacioacuten durante los 5 meses que duroacute elestudio
Las cepas aisladas e identicadas de loslodos contaminados con capacidad degradado-ra de hidrocarburos han sido reportadas en laliteratura dentro de ellas tenemos gram nega-tivas ( Pseudomonas aeruginosa Citrobacter freundii
Proteus mirabilis Proteus vulgaris Proteus penneri
Acinetobacter iwof entre otras) y gram positivas( Oerskovia species Bacillus brevis Nocardia spp Ac-
tinomyces spp y Bacillus megaterium Micrococcusspp) (Benavides et al 2006) y cepas de hongos( Aspergillus spp Trichoderma spp Fusarium spp y
Rhizopus spp ) Las pruebas de degradabilidadcompetitividad y compatibilidad realizadas aestas bacterias y hongos nos permitieron eva-luar que Pseudomonas aureuginosa y Psedomonas pu-
tida son microorganismos con alta capacidaddegradadora de TPH sin restarle importancia
a otros microorganismos (Arauacutejo et al 2005Corona et al 2004 Vintildeas 2005)
El uso de cultivos mixtos o pool bacte-riano favorece una degradacioacuten mayor con eluso de bioestimulacioacuten (Caacuterdenas 2006) sien-
do mayor el tiempo utilizado por este autor yporcentajes de remocioacuten de TPH similares a loslogrados en este trabajo
La aplicacioacuten de lodos provenientes detratamiento de aguas residuales domeacutesticas uti-
lizadas como esponjante y aporte de energiacutea auna concentracioacuten del 25 y una concentra-cioacuten inicial de TPH de 212745 ppm es una
buena opcioacuten ya que se obtuvieron remocionesde TPH de 458 5428 7403 y 8709 en 40diacuteas las diferencias estaacuten dadas seguacuten el pool demicroorganismos aplicados estos contrastancon los resultados reportados por Caacuterdenas et
al (2004) en las concentraciones de 30 de lo-dos obteniendo porcentajes menores de remo-cioacuten como 4198 y 4746 en tres meses y una
concentracioacuten inicial de 4000 ppm de TPH
Conclusiones
Con este trabajo se lograron porcenta-jes considerables de remocioacuten de TPH entreel 7403 y 8709 en 40 diacuteas y 87 94 y 95en 120 diacuteas con la aplicacioacuten de los consorcios
microbianos obtenidos y la metodologiacutea apli-cada en el proceso de biorremediacioacuten en laspruebas de campo
Se pudo evidenciar que estos residuos de-
positados en los suelos no son degradados sinla realizacioacuten de un adecuado tratamiento
El uso de microorganismos nativos re-
presenta una alternativa para reducir la conta-minacioacuten generada por residuos peligrosos y
recuperacioacuten de zonas impactadas
Agradecimientos
A la Corporacioacuten Autoacutenoma Regional
para la Defensa de la Meseta de Bucaraman-ga ( CDMB ) Al personal de los laboratorios de
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Biorremediacioacuten de lodos contaminados con aceites lubricantes usados 155
la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales( PTAR ) de Riacuteo Friacuteo (Giroacuten Santander Colom-bia) Al laboratorio de Control de Calidad de
Aguas del Acueducto Metropolitano de Buca-ramanga ( AMB ) Al programa de Bacteriologiacutea
y Laboratorio Cliacutenico de la Universidad de San-tander ( UDES ) y a los estudiantes que llevarona cabo las pruebas de campo del proceso deBiorremediacioacuten
Anexo
Microorganismos aislados en el Proyecto de Biorremediacioacuten fase I por estudiantes de la UDES
Morfologiacutea
Bacilos gram negativos Bacilos gram positivos Cocos gram positivos Hongos
Pseudomonas aeruginosa (S1)
Pseudomonas puacutetida (S2)Oerskovia species Micrococcus spp(M) Aspergillus spp(F)
Citrobacter freundii Bacillus brevis (CU) Trichoderma spp(H)
Proteus mirabilis Proteus
vulgaris Proteus penneriNocardia spp(CK) Fusarium spp
Acinetobacter iwoffi (I) Actinomyces Rhizopus spp (D)
Morganella morganni Bacillus megaterium
Alcaligenes spp
Hafnia alves
Citrobacter diversus (CT)
Enterobacter cloacae
Klebsiella oxytoca
Klebsiella ozaenae
Achromobacter species
Escherichia coli (C)
Referencias bibliograacuteficas
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Biorremediacioacuten de lodos contaminados con aceites lubricantes usados 157
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Benavides L J 983121uintero G Guevara V A Jaimes D CBioremediacioacuten de suelos contaminados con hidrocar-buros derivados del petroacuteleo Colombia Nova 4 (5)1-116
Boogaard P Sittert N 1994 Exposure to polycyclic aro-matic hydrocarbons inpetrochemical industries bymeasurement of urinary 1 ndashhydroxypyrene Occupa-tional and Environmental Medicine 51 250-258
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Cantildeas J Jerez T 2003 Aislamiento e identificacioacuten dehongos con capacidad degradadora de hidrocarburosBiorremediacioacuten fase III Universidad de SantanderBucaramanga
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Convencioacuten de Basilea sobre el control del movimientotransfronterizo de desechos peligrosos y su elimi-nacioacuten 2000 Guiacutea metodologiacutea para la realizacioacutende inventarios nacionales de desechos peligrosos enel marco de la convencioacuten de Basilea Primera ver-sioacuten serie de la Convencioacuten de BasileaSBC 99009(S)Ginebra
Corona L Iturbe R 2004 Atenuacioacuten natural en sueloscontaminados con hidrocarburos Ingenieriacutea Investi-gacioacuten y Tecnologiacutea 2 119-126
Demaneche S Kay E Gourbiere F Simonet P 2001Natural transformation of Pseudomonas fluorescens
and Agrobacterium tumefaciens in soil Applied andEnvironmental Microbiology 67 (6) 2617-2621
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Fonseca A Vargas F 2006 Evaluacioacuten de consorcios mi-crobianos con capacidad degradadora de residuos dehidrocarburos y su aplicacioacuten en biorremediacioacuten desuelos contaminados con aceites lubricantes usadosUniversidad de Santander Bucaramanga
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Narvaacuteez M Martiacutenez M 2008 Seleccioacuten de bacteriascon capacidad degradadora de hidrocarburos aisladasa partir de sedimentos del Caribe colombiano Bol In-
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