Validación de una metodología para la determinación de benceno en suelos mediante HS-GC-FID y su aplicación en biorremediación en suelos co-contaminados con Hg (ii)

Abstract

Los suelos se han constituido como el principal sumidero de metales pesados y otros contaminantes producto de causas naturales y actividades antropogénicas. Ejemplo de estas actividades son las mineras que liberan metales pesados, tales como Hg+2, Pb+2, Cu+2 y Zn+2, y las plantas petroquímicas que producen hidrocarburos aromáticos como Benceno, Tolueno, Etilbenceno, y Xilenos (BTEX) a partir de la fracción volátil del petróleo. El objetivo de este seminario de título consiste en validar un método analítico para la cuantificación de benceno en microcosmos conformados por muestras de suelo co-contaminado contenidas en viales, a los cuales se le adiciona una bacteria especializada. De esta forma, se desarrolla una metodología para determinar benceno remanente en suelo, carente de solventes orgánicos, simple y costo-efectiva, mediante un sistema de extracción de espacio de cabeza acoplado a un cromatógrafo de gases junto a un detector de ionización de llama (HS-GC-FID), que permita monitorear la cinética de remoción de benceno en un suelo co-contaminado con Hg (II), durante un proceso de biorremediación bacteriana utilizando la cepa modificada genéticamente Cupriavidus metallidurans MSR33 que es altamente resistente a mercurio. De esta manera, en el presente trabajo se utilizó un suelo contaminado con benceno y mercurio como una aproximación a una situación real de co-contaminación, donde se aplicó una técnica de remediación a través de la utilización de bacterias especializadas capaces de remover benceno en presencia de mercurio. La medición de benceno con la metodología validada permitió monitorear la cinética de biorremediación utilizando la bacteria C. metallidurans MSR33 entregando información rápida y veraz al aplicar directamente en viales con microcosmos de suelo contaminados con Benceno 200 mg×Kg-1 y Hg (II) 2 mg×Kg-1. La determinación de benceno permitió demostrar que este proceso de biorremediación conforma una novedosa tecnología costo-efectiva y amigable con el medioambiente, aplicable a suelos impactados con BTEX en presencia de metales tóxicos.

Soils have been established as the main sink for heavy metals and other pollutants due to natural causes and anthropogenic activities. Examples of these are mining activities which release heavy metals, such as Hg+2, Pb+2, Cu+2 and Zn+2, and petrochemical plants which produce aromatic hydrocarbons such as Benzene, Toluene, Ethylbenzene, and Xylene (BTEX) from volatile fractions of petroleum. The aim of this seminar consists of validate an analytical method for the quantification of benzene in microcosms consisting on vials containing co-contaminated soil samples, which are inoculated with a specially adapted bacterial culture. The methodology was developed in order to measure benzene concentrations remaining in soil in an organic solvent-free, simple and cost-effective manner. This was carried by means of a headspace extraction system coupled to a gas chromatograph with flame ionization detector (HS-GC-FID), that allowed to monitor the kinetics of benzene removal in a soil co-contaminated with Hg (II), during the process of bacterial bioremediation with the genetically modified strain Cupriavidus metallidurans MSR33 that is highly resistant to mercury. Thus, soil samples polluted with benzene and mercury were used on this research as a practical approach to a real co-contamination scenario. A remediation technique was applied by means of bacteria specially adapted to remove benzene from soil in presence of mercury. The measurement of benzene with the validated methodology allowed to monitor the kinetics of bioremediation using the C. metallidurans MSR33 bacterial strain delivering fast and accurate information when applied directly in vials with soil microcosms contaminated with Benzene 200 mg×Kg-1 and Hg (II) 2 mg×Kg-1. The determination of benzene allowed to demonstrate that this process of bioremediation forms a novel, cost-effective and environmental-friendly technology, potentially useful for treatment of soils impacted with BTEX in the presence of toxic metals.