Biodegradación de asfaltenos por un consorcio microbiano aislado de petróleo crudo “Maya”

Los asfaltenos son hidrocarburos del petróleo que provocan la contaminación de los ecosistemas al derramarse el petróleo de manera accidental o inducida, y ocasionan una serie de problemas relacionados con la extracción y el transporte del petróleo crudo. La eliminación de los asfaltenos por biodegradación es un proceso efectivo que puede reducir los problemas que causan, especialmente cuando se involucra la actividad metabólica de microorganismos autóctonos de los pozos petroleros, que están en contacto permanente con este tipo de compuestos. Para apoyar lo anterior, el objetivo del presente trabajo consistió en determinar la oxidación y la mineralización de asfaltenos, por un consorcio microbiano aislado de petróleo “Maya” al utilizar asfaltenos como única fuente de carbono y energía. El consorcio microbiano se aisló de una muestra de crudo y se estabilizó su crecimiento en un reactor de columna con asfaltenos como fuente de carbono y energía, posteriormente se utilizó como inóculo para evaluar por triplicado en sistemas independientes, el consumo de oxígeno (técnica de Winkler) y la producción de dióxido de carbono (método ISO9439) con 0.1 % de asfaltenos durante 20 y 13 días respectivamente. El crecimiento del consorcio se estabilizó en 1x106 UFC mL-1 (+/- 10 %) durante tres semanas de incubación. El consumo de oxígeno y la producción de dióxido de carbono fueron significativamente mayores (100 % en 15 días y 800 ìmol CO2, respectivamente) cuando el consorcio estuvo en contacto con los asfaltenos. Los procesos de oxidación y mineralización realizados por el consorcio microbiano estabilizado son procesos fundamentales para reducir y eliminar a los asfaltenos de los ecosistemas afectados por estos compuestos.

Asphaltenes are hydrocarbons that pollute ecosystems by either accidental or intentional oil spills, and cause a number of problems related to the extraction and transportation of crude. Biodegradation–mediated elimination of asphaltenes is an effective process that might reduce these problems. This process could be favored by the metabolic activity of microorganisms naturally found in petroleum wells as they are permanently exposed to this kind of compounds. In order to support this statement, the objective of the research was to determine both oxidation and mineralizing of asphaltenes by a microbial consortium isolated from “Maya” petroleum, using asphaltenes as the only source of carbon and energy. The microbial consortium was isolated from a crude sample, and its growth was stabilized in a column reactor with asphaltenes as source of carbon and energy. Afterwards, it was used as inoculum to carry out triple evaluation both oxygen consumption (Winkler´s technique) and carbon dioxide production (ISO9439 method) in separate systems with 0.1 % asphaltenes during 20 and 13 days respectively. Growth of the consortium was stabilized at 1x106 UFCmL-1 (± 10 %) during 3-week inoculation period. Oxygen consumption and carbon dioxide production were significantly greater (100 % at day 15 and 800 µmol CO2, respectively), when the consortium was exposed to asphaltenes. The oxidation and mineralizing processes carried out by the stabilized microbial consortium are fundamental to reduce and eliminate asphaltenes from the affected ecosystems.

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Resumen

Inglés Asphaltenes are hydrocarbons that pollute ecosystems by either accidental or intentional oil spills, and cause a number of problems related to the extraction and transportation of crude. Biodegradation–mediated elimination of asphaltenes is an effective process that might reduce these problems. This process could be favored by the metabolic activity of microorganisms naturally found in petroleum wells as they are permanently exposed to this kind of compounds. In order to support this statement, the objective of the research was to determine both oxidation and mineralizing of asphaltenes by a microbial consortium isolated from “Maya” petroleum, using asphaltenes as the only source of carbon and energy. The microbial consortium was isolated from a crude sample, and its growth was stabilized in a column reactor with asphaltenes as source of carbon and energy. Afterwards, it was used as inoculum to carry out triple evaluation both oxygen consumption (Winkler´s technique) and carbon dioxide production (ISO9439 method) in separate systems with 0.1 % asphaltenes during 20 and 13 days respectively. Growth of the consortium was stabilized at 1x106 UFCmL-1 (± 10 %) during 3-week inoculation period. Oxygen consumption and carbon dioxide production were significantly greater (100 % at day 15 and 800 µmol CO2, respectively), when the consortium was exposed to asphaltenes. The oxidation and mineralizing processes carried out by the stabilized microbial consortium are fundamental to reduce and eliminate asphaltenes from the affected ecosystems.

Español Los asfaltenos son hidrocarburos del petróleo que provocan la contaminación de los ecosistemas al derramarse el petróleo de manera accidental o inducida, y ocasionan una serie de problemas relacionados con la extracción y el transporte del petróleo crudo. La eliminación de los asfaltenos por biodegradación es un proceso efectivo que puede reducir los problemas que causan, especialmente cuando se involucra la actividad metabólica de microorganismos autóctonos de los pozos petroleros, que están en contacto permanente con este tipo de compuestos. Para apoyar lo anterior, el objetivo del presente trabajo consistió en determinar la oxidación y la mineralización de asfaltenos, por un consorcio microbiano aislado de petróleo “Maya” al utilizar asfaltenos como única fuente de carbono y energía. El consorcio microbiano se aisló de una muestra de crudo y se estabilizó su crecimiento en un reactor de columna con asfaltenos como fuente de carbono y energía, posteriormente se utilizó como inóculo para evaluar por triplicado en sistemas independientes, el consumo de oxígeno (técnica de Winkler) y la producción de dióxido de carbono (método ISO9439) con 0.1 % de asfaltenos durante 20 y 13 días respectivamente. El crecimiento del consorcio se estabilizó en 1x106 UFC mL-1 (+/- 10 %) durante tres semanas de incubación. El consumo de oxígeno y la producción de dióxido de carbono fueron significativamente mayores (100 % en 15 días y 800 ìmol CO2, respectivamente) cuando el consorcio estuvo en contacto con los asfaltenos. Los procesos de oxidación y mineralización realizados por el consorcio microbiano estabilizado son procesos fundamentales para reducir y eliminar a los asfaltenos de los ecosistemas afectados por estos compuestos.