Investigação biogeoquímica da remoção de HPAs da água produzida de petróleo utilizando fotobiorreatores com microalgas marinhas

Abstract

Durante a exploração de petróleo, há geração simultânea de um efluente aquoso denominado água produzida, que contém principalmente metais (tais como Cd, Cr, Cu, Pb, Ni, Zn, Fe), produtos químicos (inibidores de corrosão e desemulsificantes) e óleos dispersos. Alguns destes componentes oleosos são os hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPA), compostos contendo dois ou mais anéis aromáticos e um sistema de ligações duplas hidrofóbicas e lipofílicas, sendo poluentes recalcitrantes, carcinogênicos, teratogênicos e mutagênicos quando biodisponíveis na matriz ambiental. O avanço de tecnologias permite utilizar técnicas como a ficorremediação que é uma das biotecnologias disponíveis para tratamentos de diferentes tipos de efluentes utilizando microrganismos fotossintetizantes. O objetivo do presente trabalho consiste em avaliar biogeoquimicamente o potencial da remoção de HPAs e metais para o tratamento da água produzida de petróleo utilizando um sistema de fotobiorreatores com a microalga marinha Nannochloropsis oculata. Foi confeccionado um conjunto de fotobiorreatores com diferentes gradientes de concentrações para testar o tratamento da água produzida. As concentrações de água produzida diluída em água salina (%v/v) foram: PBR (fotobiorreatores) 1 (0%), 2 (25%), 3 (50%), 4 (75%) e 5 (100%). O crescimento microalgal foi monitorado diariamente constatando adaptação em todas as concentrações de água produzida, apresentando concentração celular de 5,24 107 nº cel ml-1 para o PBR 2, 4,09 107 nº cel ml-1 para o PBR 3, 2,77 107 nº cel ml-1 para o PBR 4. A microalga apresentou adaptação ao novo meio de cultivo com até 100%, mantendo-se constante. A remoção de remoção dos HPAs total na água produzida foi de 94%. Compostos orgânicos como o naftaleno, benzo (a) pireno, benzo (b) fluoranteno e acenaftileno apresentaram maiores percentuais de remoção, entre 89 a 99% de eficiência em todas as concentrações. Apenas o ferro e zinco foram os metais detectados, onde o Fe apresentou redução de 100% em todos os PBRs, porém o Zn sofreu aumento no meio devido à formação de cristais precipitados. As microalgas marinhas cultivadas no fotobiorreatores, apresentaram potencial de remoção de HPAs em águas produzida.

During oil exploration, there is a simultaneous generation of an aqueous effluent called produced water, which contains mainly metals (such as Cd, Cr, Cu, Pb, Ni, Zn, Fe), chemicals (corrosion inhibitors and demulsifiers) and oils. scattered. Some of these oily components are polycyclic aromatic hydrocarbons (HPA), compounds containing two or more aromatic rings and a hydrophobic and lipophilic double bond system, being recalcitrant, carcinogenic, teratogenic and mutagenic pollutants when bioavailable in the environmental matrix. Advances in technology allow the use of techniques such as phytoremediation, which is one of the biotechnologies available for treatment of different types of effluents using photosynthetic microorganisms. The objective of the present work is to biogeochemically evaluate the potential of removing HPAs and metals for the treatment of petroleum produced water using a photobioreactor system with the marine microalgae Nannochloropsis oculata. A set of photobioreactors with different concentration gradients was made to test the treatment of the produced water. The concentrations of water produced diluted in saline water (% v / v) were: PBR (photobioreactors) 1 (0%), 2 (25%), 3 (50%), 4 (75%) and 5 (100%). Microalgal growth was monitored daily and found adaptation at all concentrations of water produced, with a cell concentration of 5.24 107 nº cel ml-1 for PBR 2, 4.09 107 nº cel ml-1 for PBR 3 and 2, 77 107 nº cel ml-1 for PBR 4. The microalgae presented adaptation to the new culture medium with up to 100%, remaining constant. Total removal of HPAs in the produced water was 94%. Organic compounds such as naphthalene, benzo (a) pyrene, benzo (b) fluoranthene and acenaphthylene showed higher removal percentages, ranging from 89 to 99% efficiency at all concentrations. Only iron and zinc were the detected metals, where Fe showed a 100% reduction in all PBRs, but Zn increased in the medium due to the formation of precipitated crystals. The marine microalgae cultivated in photobioreactors showed potential for removal of HPAs in produced waters.