caracterización de suelos contaminados en talleres...

Revista Latinoamericana el Ambiente y las Ciencias 9(21): 451-465 2018

Memoria en extenso. XVII Congreso Internacional XXIII Congreso Nacional de Ciencias Ambientales

451

Caracterización de suelos contaminados en talleres mecánicos del municipio de

Misantla, Veracruz.

Characterization of contaminated soils in mechanical workshops of the municipality

of Misantla, Veracruz.

1Samuel Campillo Durán, 2Yovani López González, 2Alan Antonio Rico Barragán, 3Miguel

Ángel Urbina Martínez, 1Itzel Herrera Pérez.

Instituto Tecnológico Superior de Misantla e-mail [email protected] Km 1.8 Carretera a Loma del

Cojolite, CP: 93821, Misantla, Veracruz. México, Tel (01(235)0231545, Correspondencia

[email protected].

RESUMEN. En este trabajo se caracterizaron muestras de suelos contaminados con

hidrocarburos procedentes de 3 talleres mecánicos (M1, M2, M3) y una muestra testigo

(MT1), tomando muestras de acuerdo al protocolo establecido en el Manual de técnicas de

análisis de suelos aplicadas a la remediación de sitios contaminados, dichos análisis

consistieron en físicos, químicos y biológicos. Los resultados obtenidos fueron que la

textura de suelo en el tratamiento M1 contenía una alta cantidad de arenas mientras que

MT1 mostró una alta cantidad de limo y arcillas, La muestra M2 tuvo un porcentaje de

arcillas menor que la MT1.El pH para las muestras M1 y M2 disminuye con respecto a sus

MT1 posiblemente debido a la disminución en la concentración de cationes

intercambiables. Por otro lado, la conductividad eléctrica de todas las muestras están en el

rango de categoría suelo medianamente alcalino, mientras que la muestra M3 se encuentra

dentro de la categoría de suelos fuertemente alcalino, sin embargo, estos datos son

aceptables en caso de implementar alguna técnica de biorremediación. En lo que se refiere

al aislamiento de la microbiota del suelo, se pudieron identificar cuatro organismos (TM-

01, TM-02, TM-03, TM-04), a los cuales se realizó tinción simple, pudiéndose notar que la

mayoría presentaba forma de bacilos, mientras que el organismo denominado TM-01

presentaba 95% cocos y el resto bacilos. Además, se realizó un análisis de tolerancia a

derivados de hidrocarburos, donde el microorganismo catalogado como TM-02 presentó

crecimiento positivo en presencia de compuestos como tolueno, benceno, fenol y gasolina.

Palabras claves: Hidrocarburo, Bacteria, Talleres Mecánicos, Suelo.



452

INTRODUCCIÓN

El suelo es un cuerpo natural que conforma el hábitat de bacterias, hongos, levaduras, virus

y plantas superiores, que sirve para la alimentación de los animales y del hombre a través de

los ciclos tróficos. El suelo y los microorganismos mantienen los sistemas ecológicos, ya

que le aportan componentes químicos y minerales (como resultado de la biodegradación),

necesarios para el desarrollo de la microbiota y macrobiota del suelo (Edwards, 2000).

Los derrames de petróleo, manejo inadecuado de los materiales y residuos peligrosos ha

generado a escala mundial, un problema de contaminación de suelos, aire y agua. Entre las

más severas contaminaciones, destacan las que se produjeron y todavía se producen a

causa de la extracción y el manejo del petróleo en todos los países productores de

hidrocarburos (Benavides et al., 2006).

Los problemas ocasionales por la contaminación en agua, suelo o aire han sido y serán

motivos para que,el hombre busque la manera de contrarrestar los problemas ambientales,

por dichas razones, en estos tiempos una de las preocupaciones de las autoridades

ambientales es el desarrollo de tecnologías eficientes y económicamente factibles que

permitan la eliminación de este tipo de contaminantes (Volke y Velazco,2003).

En la actualidad, el manejo inadecuado de los residuos peligrosos, así también como el

mal uso del suelo por parte de los seres humanos, ha dado como origen un problema a nivel

mundial debido a la relación que existe entre la contaminación del suelo y las fuentes de

abastecimiento de agua potable, superficiales y subterráneas, ya que estas son la fuente de

vida para la humanidad.

Anteriormente, la naturaleza podía contrarrestar los estragos que ocurrieran en ella de

manera natural, sin embargo, la rápida explotación de los recursos naturales y las

actividades productivas del hombre han dejado una huella, que es difícil para que la

misma naturaleza se reestablezca por sí sola, aunado a que cada vez son más frecuentes

los daños con mayor impacto en los ecosistemas.

METODOLOGÍA

El estudio fue realizado en la Ciudad de Misantla la cual se encuentra ubicada en la zona

centro montañosa del estado de Veracruz de Ignacio de la Llave, dentro de las

instalación del Instituto Tecnológico Superior de Misantla en las coordenadas



453

19°55′51.86″ Norte y 96°51′60′45.09″ Oeste con una altura promedio de 300 metros

sobre el nivel del mar, así mismo cuenta con una superficie de 537.94 km². Su clima es

cálido húmedo, con una temperatura promedio de 22.7 °C. La toma de las muestras

consistió en caracterizar tres tipos de suelos contaminados con hidrocarburos al azar,

proveniente de tres talleres mecánicos de la Ciudad de Misantla tomadas a una

profundidad no mayor a 20 cm, en donde se observó la capa superficial del suelo

contaminado, esto realizado del mismo modo para las muestras testigos a una distancia no

mayor a 100 m. Las muestras de suelo contaminado fueron depositadas dentro de frascos

de vidrio color ámbar. Estos fueron etiquetados y almacenados para su transporte en una

hielera plástica con hielo triturado para mantener una temperatura aproximada de 3 °C y

posteriormente se almacenaron a 2 °C antes de su utilización en el Laboratorio de

Química.

Las muestras de suelo testigo fueron depositadas y transportadas en bolsas de plástico

claro con capacidad de 1 kg, selladas y rotuladas correctamente, las muestras no se

requirieron incubación ya que se transportaron a temperatura ambiente.

Para l a determinación de algunos parámetros como; la textura y la conductividad

eléctrica se requirió que la muestra se encontrara seca, para esto se dio un tratamiento

previo al suelo, colocando aproximadamente 1 kg de suelo en lotes de papel Craft a

temperatura ambiente, dejándola secar durante 48 horas para su posterior almacenamiento

y rotulación en bolsas plásticas de 1 kg. Por último las variables que se evaluaron fueron la

determinación de textura de las muestras con base al Manual de Técnicas de Análisis de

Suelos aplicados a la remediación de sitios Contaminados del Instituto Mexicano del

Petróleo (Fernández et al., 2006), determinación de pH con ayuda del método

potenciómetro, el contenido de humedad relativa, la determinación de conductividad

eléctrica con ayuda de un dispositivo Waterproof Hi™, aislamiento de la microbiota y

crecimiento de los microorganismos.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Los resultados obtenidos de la determinación de textura, sé observó como el mayor

contenido de arenas en la muestra M1, donde se observa una variación con respecto a su

suelo testigo MT1, en la que por el contrario, el contenido de limo y arcillas es mayor.

Cabe hacer mención, que el suelo de esta muestra pertenece a un suelo modificado con

tierra de relleno, es por ello, que son notorios los cambios de arenas, arcillas y limo. De

igual manera, la muestra M3 presenta un porcentaje de arenas elevado a comparación del

suelo testigo MT1, pues presenta similitud a lo mencionado anteriormente ya que este

taller de igual manera el suelo es de relleno.



454

La muestra MT1 presento 60.98% de arenas,1.38 arcilla y 37.64% de limo; la muestra M2

contiene 30.86% de arenas,2.32% de arcilla y 58.21% de limo; M2 58.21% de

arenas,1.96% de arcillas y 39.83% de limo; la MT2 tiene 44.91% de arena,4.49% de arcilla

y 50.60% de limo, la muestra M3 presento 51.29% de arena,2.11% de arcilla y 46.60% de

limo ;la MT3 contuvo un 33.28% de arenas, 1.60% de arcilla y 65.12% de limo. Es

importante analizar la muestra M2, ya que el taller donde se extrajo esta muestra es de un

suelo no modificado y como puede observarse, la variación respecto a la muestra MT2 en

comparación con los otros talleres y sus muestras testigo es mínima ,se puede observar

como la muestra de este taller mecánico tiene un porcentaje de arcillas menor, que la

muestra testigo ya que al entrar en contacto el hidrocarburo con las partículas del suelo,

este hace que se formen aglomerados de las partículas más pequeñas, en este caso las

arcillas y limo, por tanto, hay una disminución de éstas partículas en la muestra M2, caso

contrario con la muestra testigo. Rucks et al., (2004), mencionaron que un suelo tiene

buena textura, cuando la proporción de los elementos que lo constituyen, le dan la

posibilidad de ser un soporte capaz de favorecer la fijación del sistema radicular de las

plantas y su nutrición. La clase textural para cada muestra de suelo de taller mecánico

arrojaron resultados para M1 su clase textural fue Franco arenoso; mientras que MT1

presento una textura Franco limoso; la M2 se observó una textura Franco arenoso; la MT2

presento una textura Franco limoso; la M3 Franco arenoso y por último la MT3 tuvo una

textura Franco limoso.

Sin embargo, cuando los suelos son arcillosos o rocosos la contaminación es menor,

porque el hidrocarburo penetra a poca profundidad lo cual facilita las actividades de

limpieza, en el caso que los suelos sean arenosos penetra con mayor rapidez, a mayor

profundidad y en los suelos con gran contenido de materia orgánica se adhiere fuertemente

a las partículas y a los restos vegetales, tal es el caso de los manglares o pantanos (Toledo,

2009).

Esto también lo mencionan en Brito et al., (2003), donde concluyen que una de las

propiedades físicas del suelo más afectadas por derrames de hidrocarburos es la estructura

del suelo debido a la ruptura de agregados, lo cual permite una mayor filtración del

contaminante hacia el interior del suelo. En estudios realizados por Martínez (2001), se

deduce que la textura se ve modificada debido a la absorción de diésel y combustóleo por

las partículas del suelo, mediante interacciones electrostáticas del tipo fuerzas de Van de

Waals, puentes de hidrógeno, puentes de agua y puentes catiónicos.

Para la determinación de pH se observa una diferencia estadística de acuerdo al análisis de

varianza (DMS≤ 0.05) como se muestra en la figura 1, donde el pH de M1 representa el

valor más bajo, este resultado se puede atribuir al contenido de arenas, puesto que en este

taller hubo la mayor cantidad de arenas con un 60.98% por ende, no hubo la suficiente

cantidad de partículas pequeñas que se disolvieran y se arrojan datos menores de pH, tanto

para la muestra M1 como para M2. Aunque en otros estudios se evidenció que el pH del

suelo disminuyó en presencia del hidrocarburo, posiblemente debido a la disminución en

la concentración de cationes intercambiables (Zamora et al., 2012). Sin embargo, puede



455

atribuirse que la muestra M3 presenta el mismo escenario que la anterior debido a la gran

cantidad de arenas con respecto a MT3 aunque, el incremento de pH puede atribuirse a

una intensa actividad microbiana (Volke y Velazco, 2003). El rango de pH recomendado

para que se lleve a cabo una buena degradación de hidrocarburos en suelos se encuentra

entre pH 5 y pH 9 con un óptimo en pH 7 (Dragun, 1988). Cabe recalcar que todas las

muestras presentan un pH medianamente alcalino a excepción de la M3 que tiene un pH

fuertemente alcalino. La determinación de humedad está representada en la Figura 1.1 en

la cual, se observa una diferencia estadística de acuerdo al análisis de varianza (DMS≤

0.05), donde las muestras de suelo de taller tienen valores de humedad más bajos que los

analizados con todas las muestras testigo MT1, MT2, y MT3, este decremento puede

deberse a que al haber mayor contenido de arenas los espacios porosos del suelo son ahora

ocupados por el hidrocarburo y por ende existe una pérdida de porcentaje de agua.

Figura 1.1. Determinación del contenido de humedad de suelo contaminado de taller.

La determinación de la conductividad eléctrica es uno de los parámetros más utilizados

para estimar la salinidad en suelos. Para distinguir suelos salinos de no salinos, se han

sugerido varios límites arbitrarios de salinidad en función de los efectos que pueda tener en

las plantas. En la Figura 1.2 de acuerdo al análisis de varianza (DMS≤ 0.05), se observa

como las muestras de suelo contaminado M1 y M3 tienen un valor de conductividad

eléctrica relativamente alto debido a que puede existir una acumulación de sales solubles

en el suelo que se le atribuye principalmente a problemas de drenaje y sequía. En estudios

realizados por Martínez et al., (2001), se deduce que hay una ligera tendencia a

aumentar la conductividad eléctrica cuando el contaminante es gasolina.



456

Figura 1.2 Determinación de conductividad eléctrica de suelo contaminado de taller.

De acuerdo al aislamiento de la microbiota del suelo, se obtuvieron microorganismos que

se encontraban presentes en el área contaminada, como se muestra en la Tabla 1.1

FORMA ELEVACIÓN MARGEN

CL

AV

E

BA

CT

ER

IA / H

ON

GO

PU

NT

IFO

RM

E

CIR

CU

LA

R

FIL

AM

EN

TO

SA

GR

AN

UL

AR

RIZ

OID

E

PL

AN

A

EL

EV

AD

A

CO

NV

EX

A

PU

LV

INA

DA

UM

BIL

ICA

DA

RE

DO

ND

EA

DA

ON

DU

LA

DA

LO

BU

LA

DA

FIL

AM

EN

TO

SA

DE

NT

AD

A

AR

RIS

SA

DA

CO

LO

R

PA

SO

DE

LU

Z

CR

EM

OS

A

OP

AC

A

IMAGEN

TM-01

B

X

X

X

AM

AR

ILL

O C

OL

ZA

X

X

TM-02

B

X

X

X

MA

RF

IL C

LA

RO

X

X



457

TM-03

B

X

X

X

AM

AR

ILL

O D

E Z

INC

X

X

TM-04

B

X

X

BL

AN

CO

PE

RL

A

X

X

Los microrganismos encontrados, fueron sometidos a la técnica de tinción simple para

poder determinar la cantidad de cocos, bacilos u espirilos que conformaban a las bacterias,

de los cuales se registró que del microorganismo TM-01 presentaba un 95% cocos y un 5%

bacilos mientras que las bacterias TM-02, TM-03, TM-04 estaban conformados en su

totalidad por un 100% de bacilos.

Posteriormente los microorganismos obtenidos fueron sometidos a un análisis de

toleración a derivados de hidrocarburos, En la tabla 1.1 se puede observar que la Bacteria

TM-02 muestra crecimiento positivo, ya que fue capaz de adaptarse a las condiciones de

gasolina, tolueno, benceno y fenol 8%. Mientras que en la Bacteria TM-01, se observó

dificultad de crecimiento con la gasolina y muestra diferente color frente al fenol 8% con

tonalidad amarillo azufre. Por otra parte, la Bacteria TM-03 tuvo crecimiento positivo con

todos los compuestos a excepción del tolueno, en el cual presentó ligera dificultad de

crecimiento al igual que la Bacteria TM-04.

Tabla 4.7. Comparativo de tolerancia a hidrocarburos de los organismos aislados.

COMPUESTO

(100µl)

BACTERIA

TM-

01

BACTERIA

TM-02

BACTERIA

TM-03

BACTERIA

TM-04

GASOLINA



458

TOLUENO

BENCENO

FENOL 8%

CONCLUSIONES

El presente estudio confirma que los suelos contaminados de talleres mecánicos estudiados

en relación con muestras testigo, sufren cambios en la composición de su estructura ya que

pasaron de tener una clase textural de suelo limoso a suelo arenoso, lo cual, es perjudicial

para este tipo de suelo, ya que los contaminantes presentes pueden incidir con mayor

rapidez la capa superficial y por ende pueden llegar alcanzar una mayor profundidad. En

cuanto al análisis de pH el taller mecánico catalogado M2, fue el más afectado debido a

que como se hizo mención anteriormente, este taller no tenía suelo de tierra de relleno, por

lo cual, se pudo observar una pequeña variación en dicho valor referente con el suelo

testigo, aunque preservó la categoría de suelos medianamente alcalinos, lo que se atribuye

a las sales presentes de calcio y magnesio.

Así mismo, para los valores de humedad este taller M2, fue el que registró una mayor

disminución de humedad respecto a su muestra testigo. Por lo cual, se está perdiendo gran

porcentaje de agua en el suelo en este taller, dando paso a hidrocarburos presentes que sin

duda alguna modifican también el pH del suelo.el resultado de conductividad eléctrica más

notorio fue para el taller M1 debido a que hubo un registro referente al suelo testigo,

indicando efectos sobre este tipo de suelo, sin embargo, las características de este suelo



459

recae en aquellos no salinos, de acuerdo a la clasificación del Manual de Técnicas de

Análisis de Suelos aplicados a la remediación de sitios contaminados del Instituto

Mexicano del Petróleo. En cuanto a la microbiota y caracterización morfológica colonial, se

lograron identificar cuatro organismos de los cuales el que presento mayor tolerancia a

hidrocarburos sin afectar el desrrollo de este fue el denominado TM-02, demostrando un

crecimiento positivo a compuestos derivados de hidrocarburos; tolueno, benceno, gasolina

y fenol 8%, mientras que las bacterias TM-01 y TM-04 presentaron dificultades en su

crecimiento, por otra parte la bacteria TM-03 se registró un desarrollo normal en todos los

hidrocarburos a excepcion del Tolueno

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