Noriega Cabria, Dora HelenaPizarro Restrepo, Christian2021-10-112021-10-112021-10-08https://repositorio.unicordoba.edu.co/handle/ucordoba/4636La presente monografía tiene como objetivo realizar una recopilación de los diferentes métodos analíticos aplicados en la cuantificación de la biodegradación de hidrocarburos totales de petróleo mediante búsqueda exhaustiva de información para desarrollar una fuente bibliográfica de consulta. Si bien Numerosos artículos de revisión científica han cubierto diversos factores que influyen en la velocidad de biodegradación del petróleo (Hassanshahian et al., 2020; Hazen et al., 2016; Prince et al., 2017) también es cierto que, la efectividad de la biodegradación se mide por cuantificación de las cantidades de HTPs en matrices sometidas al efecto de microorganismos. Uno de los procedimientos para cuantificación de los HTPs en suelo consiste en extraer los hidrocarburos con Soxhlet utilizando tricloroetano como solvente de extracción, y luego determinar la cantidad de HTPs gravimétricamente, tal como ha sido implementado por Acuña, Pucci, y otros investigadores. Otro método altamente eficaz para análisis de HTPs es la cromatografía de gases acoplada a detector de ionización por llama (GC-FID, por sus siglas en inglés). La técnica GC-FID se prefiere para aplicaciones de laboratorio porque proporciona buena selectividad y sensibilidad, y está reconocido por la Environmental Protection Agency (EPA), la British Standard Institution (BSI) y la International Organization for Standardization (ISO). GC-FID se utiliza para aplicaciones cuantitativas y cualitativas, incluido el cribado de muestras ambientales, desentrañando el tipo y la identidad del aceite fresco a ligeramente degradado en muestras ambientales para el reconocimiento de patrones de hidrocarburos de petróleo y caracterizar y resolver el perfil de mezclas complejas no resueltas en sedimentos contaminados con petróleo. Otra de las herramientas analíticas utilizadas para la cuantificación de la biodegradación de hidrocarburos totales de petróleo es la espectroscopia infrarroja (IR, por sus siglas en inglés). Este método aprovecha los espectros de las vibraciones de estiramiento y flexión asociadas con una molécula cuando absorbe energía en la región IR del espectro electromagnético para la elucidación de propiedades. se implemento este método para cuantificar HTPs en procesos de biodegradación de hidrocarburos de petróleo en sedimentos marinos, en particular, mediante espectroscopia infrarroja con transformada de Fourier (FT-IR). Si bien ha sido reportado que mediante espectroscopia Raman (RS) es posible detectar y cuantificar algunos de los hidrocarburos presentes en el petróleo, al momento de realizar el presente manuscrito no se han encontrado aún estudios asociados con procesos de biorremediación donde se utilicen técnicas basadas RS, sin embargo, todavía se continua en etapa de búsqueda bibliográfica. Existen pocas fuentes bibliográficas que compilen la diversidad de métodos analíticos aplicados en la cuantificación de la biodegradación de hidrocarburos. Ya que es un área importante que aún sigue en crecimiento, investigadores y científicos podrían facilitar su trabajo contando con un documento de apoyo que contenga información sobre las técnicas analíticas para los propósitos mencionados, por ende, en este documento se propone el desarrollo de una monografía que proporcione información actualizada sobre las técnicas analíticas para la cuantificación de la biodegradación de los contaminantes de hidrocarburos de petróleo hacia la mejor comprensión de los desafíos de biorremediación. El presente trabajo se llevará a cabo mediante una ardua búsqueda bibliográfica de artículos de revisión y de investigación que aporten información importante referente a los métodos analíticos de cuantificación de la biodegradación de hidrocarburos, el cual servirá para que equipos de trabajos se fundamenten y empleen estos métodos de acorde a las características que se presenten.1. INTRODUCCIÓN…………………………………………………………………………………………….72. LAS MATRICES SUELO Y AGUA…………………………………………………………………….92.1. EL SUELO………………………………………………………………………………………………………92.2. EL AGUA…………………………………………………………………………………………………..122.2.1. Contaminación de agua por petróleo ……………………………………………………………….133. EL PETRÓLEO…………………………………………………………………………………………..163.1. COMPOSICIÓN GENERAL DEL PETRÓLEO CRUDO……………………………………173.1.1. Grupos de hidrocarburos……………………………………………………………………………173.1.1.1. Las parafinas……………………………………………………………………………………………..173.1.1.2. Naftenos ……………………………………………………………………………………………193.1.1.3. Aromáticos………………………………………………………………………………………………203.1.2. Hidrocarburos complejos…………………………………………………………………………..223.1.3. Compuestos heteroatómicos o no hidrocarburos………………………………………………234. CONTAMINACIÓN DEL AMBIENTE POR PETRÓLEO………………………………….265. BIODEGRADACIÓN DE PETRÓLEO…………………………………………………………..295.1. FACTORES QUE AFECTAN LA BIODEGRADACIÓN…………………………………….325.1.1. La presencia de oxígeno……………………………………………………………………………325.1.2. Concentración de nutrientes …………………………………………………………………………335.1.3. Diversidad microbiana…………………………………………………………………………………..345.1.4. Temperatura……………………………………………………………………………………………..346. TÉCNICAS ANALÍTICAS PARA LA CUANTIFICACIÓN DE LA BIORREMEDIACIÓN DE HIDROCARBUROS DE PETRÓLEO…………………………………..356.1. MÉTODOS CROMATOGRÁFICOS………………………………………………………………386.1.1. Cromatografía de gases………………………………………………………………………………..406.1.1.1. Principios de la cromatografía de gases……………………………………………………………411.1.1.1. Volumen de retención………..…………………………………………………………………….411.1.1.2. Cromatogramas…………………………………………………………………………………………….431.1.2. Cromatógrafos de gases……………………………………………………………………………..441.1.2.1. Gas portador………………………………………………………………………………………………..451.1.2.2. Sistema de inyección …………………………………………………………………………………….461.1.2.3. Configuración de la columna …………………………………………………………………………461.1.3. Sistemas de detección………………………………………………………………………………471.1.3.1. Detector de ionización de llama……………………………………………………………………471.1.3.2. Cromatografía de gases/espectrómetro de masas ………………………………………….481.1.4. Cromatografía de gases multidimensional ……………………………………………………501.2. CROMATOGRAFÍA DE LÍQUIDOS DE ALTA EFICACIA ………………………………521.2.1. Principios generales de la cromatografía en fase líquida.......………………………………531.2.1.1. Adsorción………………………………………………………………………………………………….541.2.1.2. Partición………………………………………………………………………………………………….541.2.1.3. Intercambio iónico……………………………………………………………………………………...551.2.1.4. Exclusión por tamaño……………………………………………………………………………….561.2.1.5. Afinidad…………………………………………………………………………………………………..561.2.2. Fase estacionaria y fase móvil……………………………………………………………………..571.2.3. Componentes de un sistema HPLC ……………………………………………………………….591.3. CUANTIFICACIÓN DE TPH’s POR CROMATOGRAFÍA………………………………..601.3.1. GC-FID…………………………………………………………………………………………………….601.3.1.1. Degradación microbiana de hidrocarburos de petróleo en una corriente tropical contaminada …………………………………………………………………………………………………….631.3.1.2. Biodegradación del hidrocarburo total de petróleo por bacterias heterótrofas aerobias aisladas de las aguas salobres contaminadas con petróleo crudo de Bodo Creek …………………….631.3.2. GC-MS……………………………………………………………………………………………………641.3.2.1. Biodegradación de un petróleo crudo por tres consorcios microbianos de diferentes orígenes y capacidades metabólicas. ……………………………………………………………………….651.3.2.2. Efectos de la bioacumulación y bioestimulación microbianas locales en la biorremediación de hidrocarburos totales de petróleo (TPH) en suelos contaminados con petróleo crudo en base a observaciones de laboratorio y de campo……………………….661.3.3. GC multidimensional …………………………………………………………………………………671.3.3.1. Caracterización de las capacidades de biodegradación de microfloras ambientales para gasóleo mediante cromatografía de gases bidimensional integral………………………….692. MÉTODOS ESPECTROSCÓPICOS………………………………………………………………702.1. BASES GENERALES DEL ANÁLISIS CUANTITATIVO MEDIANTE ESPECTROSCOPÍA DE ABSORCIÓN……………………………………………………………………732.1.1. Curvas de calibración …………………………………………………………………………………….772.2. ESPECTROSCOPÍA ULTRAVIOLETA, VISIBLE Y DE FLUORESCENCIA…………802.2.1. Espectroscopía UV-Vis: Principios……………………………………………………………..802.2.2. Espectroscopía UV-Vis: Instrumentación……………………………………………………812.2.2.1. Fuente de radiación…………………………………………………………………………………..822.2.2.2. Monocromador……..………………………………………………………………………………832.2.2.3. Detector……………………………………………………………………………………………….842.2.2.4. Dispositivo de lectura de datos………………………………………………………………..852.2.3. Espectroscopía de fluorescencia………………………………………………………………..862.3. ESPECTROSCOPÍA INFRARROJA……………………………………………………………..902.3.1. Principios de la espectroscopía IR……………………………………………………………..912.3.2. Instrumentación………………………………………………………………………………………..942.3.3. Espectroscopía IR – cromatografía ……………………………………………………………….952.3.4. Aplicaciones cualitativas……………………………………………………………………………..972.3.5. Aplicaciones cuantitativas……………………………………………………………………………982.4. ESPECTROSCOPÍA VIS/NIR……………………………………………………………………….1002.5. CUANTIFICACIÓN DE LA BIODEGRADACIÓN DE TPH’s POR ESPECTROSCOPÍA…………………………………………………………………………………………………1012.5.1. Espectroscopia infrarroja……………………………………………………………………………1012.5.1.1. Biorremediación de suelos contaminados con combustibles por inyección múltiple secuencial de microorganismos nativos: procesos a escala de campo en Polonia …………1012.5.1.2. Inoculantes y biodegradación del petróleo crudo que flota en los sedimentos de pantano…………………………………………………………………………………………………………….1022.5.2. Espectroscopia VIS/NIR…………………………………………………………………………..1042.5.2.1. Evaluación de una remediación de bioslurry de sedimentos contaminados con hidrocarburos de petróleo mediante análisis químicos, matemáticos y microscópicos…..1043. MÉTODOS GRAVIMÉTRICOS……………………………………………………………………1053.1. PRINCIPIOS DEL ANÁLISIS GRAVIMÉTRICO……………………………………………1053.1.1. Métodos físicos de separación y cálculos………………………………………………………..1063.1.2. Alteración química y separación del analito …………………………………………………..1073.2. INSTRUMENTACIÓN………………………………………………………………………………..1083.3. ANÁLISIS GRAVIMÉTRICO DE TPH’s…………………………………………………………1113.4. CUANTIFICACIÓN DE LA BIODEGRADACIÓN DE TPH’s POR ANÁLISIS GRAVIMÉTRICO…………………………………………………………………………………………………1123.4.1. Degradación bacteriana del petróleo crudo por gravimétrico………………………….1133.4.2. Potencial de biorremediación in situ de un consorcio bacteriano de degradación de lodos aceitosos……………………………………………………………………………………………………1147. CONCLUSIONES………………………………………………….….…………………………………….1168. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS……………………………….…………………………………..119application/pdfspaCopyright Universidad de Córdoba, 2021Trabajo de grado - Pregradoinfo:eu-repo/semantics/openAccessAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)CuantificaciónBiodegradaciónHidrocarburosMétodos analíticosCromatografíaGravimetríaQuantificationBiodegradationHydrocarbonsAnalytical MethodsChromatographyGravimetry