Informe Técnico: Relevamiento de actividades relacionadas con la explotación de petróleo en zona costera patagónica y datos preliminares sobre residuos de hidrocarburos en puertos

El presente informe técnico se ha realizado en el marco del Proyecto ARG/02/G31 - PNUD – GEF "Consolidación e implementación del plan de manejo de la zona costero-patagónica para la conservación de la biodiversidad", implementado por la Fundación Patagonia Natural. El uso masivo del petróleo y sus derivados como principal fuente de energía a nivel mundial ha causado contaminación por hidrocarburos, ya sea de manera accidental o por derrames intencionales en suelos, subsuelos, ríos y mares, la cual se encuentra ampliamente documentada (Atlas, 1981; Colombo et al., 1989; Hinchee et al., 1994; Aboul-Kassim y Simoneit, 1995; Wells et al., 1995; Hozumi et al., 2000; Readman et al., 2002; Tolosa et al., 2004). Especialmente el ambiente marino está expuesto a estos contaminantes debido a que el transporte de crudo desde las zonas de producción a las zonas de procesamiento se realiza en su mayoría por medio de buques tanques. La producción de petróleo en zonas costeras y offshore genera fugas o derrames crónicos de hidrocarburos. Por otro lado, las actividades de consumo de petróleo y sus derivados contribuyen en un 70% a los hidrocarburos que ingresan al mar por actividades antrópicas. Estos ingresos están asociados, entre otros, a: a) transporte desde la parte continental por ríos, arroyos, aguas de lluvia, drenajes naturales y otros cursos de agua que arrastran hidrocarburos, b) descargas desde instalaciones industriales y urbanas costeras, c) derrames por accidentes de buques no tanqueros, d) descargas operacionales de buques, relacionadas con el consumo de productos de petróleo y operaciones de las flotas navieras (comercio internacional, producción pesquera y turística), y e) descargas de combustibles desde aviones. El consumo de petróleo durante los próximos 20 años se proyecta como el 160% del consumo actual. La mayoría de este aumento en la producción será transportada por vía marítima, con lo cual se reincrementara el riesgo de ingreso de hidrocarburos al mar (NAS, 2003). En la zona costera patagónica convergen diferentes actividades que utilizan sus recursos naturales como por ejemplo, la explotación petrolera, la industria pesquera, la industria alguera y una intensa actividad turística en numerosos sectores. En esta región existen importantes zonas de reproducción y de cría de peces, crustáceos y moluscos, sustentando uno de los ecosistemas marinos templados más ricos y productivos del mundo (Esteves et al., 2000; Vázquez, 2004). Sus costas están particularmente expuestas a la contaminación por hidrocarburos por constituir la ruta de tránsito en el transporte de petróleo desde los puntos de concentración de la producción petrolera (localizados en las costas de Tierra del Fuego, Santa Cruz y Chubut) hasta los sitios de procesamiento de la misma en el centro-norte del país (Numerosky, 2004; Petrotecnia, 2004; Verini, 2004). En este informe se realizó un relevamiento de las actividades petroleras y portuarias que presenten riegos de contaminación por hidrocarburos de la zona costera patagónica, indicándose brevemente los aspectos legales de protección del medio marino por hidrocarburos.Fil: Nievas El Makte, Marina Lucrecia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Nacional Patagónico; ArgentinaFil: Esteves, Jose Luis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Nacional Patagónico; Argentin

The Proteolytic Activity of <i>Philibertia gilliesii</i> Latex : Purification of Philibertain g II

The latex from the patagonic plant Philibertia gilliesii Hook. et Arn. (Apocynaceae) is a milky-white suspension containing a proteolytic system constituted by several cysteine endopeptidases. A proteolytic preparation (philibertain g) from the latex of P. gilliesii fruits was obtained and characterized to evaluate its potential use in bioprocesses. Philibertain g contained 1.2 g/L protein and a specific (caseinolytic) activity of 7.0 Ucas/mg protein. It reached 80 % of its maximum caseinolytic activity in the pH 7–10 range, retained 80 % of the original activity after 2 h of incubation at temperatures ranging from 25 to 45 °C and could be fully inactivated after 5 min at 75 °C. Philibertain g retained 60 % of the initial activity even at 1 M NaCl and was able to hydrolyze proteins from stickwater one, of the main waste effluents generated during fishmeal production. Furthermore, as a contribution to the knowledge of the proteolytic system of P. gilliesii, we are reporting the purification of a new peptidase, named philibertain g II (pI 9.4, molecular mass 23,977 Da, N-terminus LPESVDWREKGVVFPXRNQ) isolated from philibertain g through a purification scheme including acetone fractionation, cation exchange, molecular exclusion chromatography, and ultrafiltration.Centro de Investigación de Proteínas Vegetale

Petroleum Hydrocarbons in Atlantic Coastal Patagonia

The Patagonian Atlantic region is known as a pristine area with more than 3,000 km of coastline. It includes two productive oil basins, Golfo San Jorge and Austral from where oil production (about 14 million m3/year) is transported by sea from five terminals. The maritime and coastal areas of the Argentine continental shelf are relevant for marine conservation, tourism and fishing, being spawning and nursery areas of many species. In this chapter we describe the main aspects of oil production in the coastal basins and its maritime transport throughout the Atlantic Patagonia. Offshore oil exploitation and future development prospects on the Argentine continental shelf are introduced. We also present the main oil spills that occurred in Atlantic Patagonia and a review of hydrocarbon levels in coastal marine sediments and organisms. Some episodes of chronic contamination are depicted. Levels range from pristine uncontaminated areas to heavily polluted ones, affected by oil or fuel spills. Hydrocarbon pollution has a punctual distribution pattern near the sources, with the most polluted sites located in ports and oil exploitation areas. In addition, possible interactions of sensitive areas for marine conservation, fishing activities and maritime transport are discussed.Fil: Nievas El Makte, Marina Lucrecia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Centro Nacional Patagónico. Centro para el Estudio de Sistemas Marinos; ArgentinaFil: Polifroni, Rosana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Centro Nacional Patagónico. Centro para el Estudio de Sistemas Marinos; ArgentinaFil: Sepúlveda, Marcela Andrea. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Centro Nacional Patagónico. Centro para el Estudio de Sistemas Marinos; ArgentinaFil: Fazio, Ana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Centro Nacional Patagónico. Centro para el Estudio de Sistemas Marinos; Argentin

Formación de biofilm de microorganismos marinos degradadores de hidrocarburos: Influencia del sustrato de crecimiento

Los microorganismos (MO) degradadoresde hidrocarburos son ubicuos y responsables de los procesos de biodegradaciónde estos compuestos en una gran diversidad de ambientes. La utilización de MOde ocurrencia natural en actividades de recuperación de sitios contaminados conhidrocarburos (biorremediación) es una tecnología eficiente de tratamiento deresiduos y efluentes, y de remediación ambiental. En particular, los sistemascon MO inmovilizados en biofilms poseen altas eficiencias y mayor supervivenciaen condiciones adversas. El objetivo de este trabajo fue estudiar la capacidadde formación de biofilm de MO degradadores de hidrocarburos de origen marino enfunción del sustrato de crecimiento, para evaluar el potencial de los mismospara ser utilizados en biorremediación de hidrocarburos en sistemasinmovilizados. Para ello, se estudió el crecimiento de una cepa de Pseudomonasstutzeri (RS02) y dos consorcios microbianos (EC2-GO y FORS) en placas de96 celdas con tubos cerrados de vidrio de 2 ml con 400 ul de medio mínimomarino y una única fuente de carbono. Se ensayaron como sustratos decrecimiento: glucosa, n-hexadecano, petróleo crudo, naftaleno,fenantreno, fluoreno y pireno. Se incubaron durante 20 días con agitación, y atiempo final se determinó la turbidez del medio líquido (620 nm) y la formaciónde biofilm mediante la técnica de cristal violeta (595 nm). Se clasificó laformación de biofilm en función del valor de corte del control como débil,moderada o fuerte. Los MO ensayados resultaron fuertes formadores de biofilmcuando crecieron en glucosa. El consorcio microbiano EC2-GO enriquecido engas-oil altamente intemperizado, fue capaz de formar biofilm débil o moderadosobre hidrocarburos aromáticos; y FORS presentó formación débil de biofilmsobre fenantreno, pireno y fluoreno. No se encontraron resultados positivossobre n-hexadecano y petróleo para ambos consorcios. P. stutzeri (RS02)formó biofilm sobre todos los hidrocarburos estudiados, siendo fuerte sobre n-hexadecano,moderado sobre petróleo, naftaleno y fluoreno, y débil sobre fenantreno ypireno. En este trabajo no se encontró una correlación entre los valorespositivos de aumento de la turbidez del medio líquido de los cultivos respectoa los resultados positivos de la formación de biofilm, en contraste con lo quese describe generalmente para MO que se estudian en medios ricos. Se demostróque la fuente de carbono afecta fuertemente la formación de biofilm, y que lautilización de glucosa como fuente de carbono para realizar screening para laprospección de MO formadores de biofilm, previamente aislados sobrehidrocarburos, es recomendable aunque no concluyente. Los resultados obtenidosmostraron que los MO estudiados fueron capaces de metabolizar los hidrocarburostesteados e incluso formar biofilm sobre ellos, revelando buenascaracterísticas de los mismos para su utilización en la degradación de compuestosaromáticos de mayor resistencia en sistemas inmovilizados.Fil: Sepúlveda, M.A.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Nacional Patagónico; ArgentinaFil: Revuelta, F.. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional Chubut; ArgentinaFil: Olivera, Nelda Lila. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Nacional Patagónico; ArgentinaFil: Nievas El Makte, Marina Lucrecia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Nacional Patagónico; Argentina. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional Chubut; ArgentinaIII Congreso Argentino de Microbiología Agrícola y AmbientalBuenos AiresArgentinaAsociación Argentina de Microbiologí

Effect of pH modification on bilge waste biodegradation by a native microbial community

During laboratory biodegradation of the oily liquid residue generated in normal ship operations, bilge waste, by an adapted native microbial community, bioemulsifier production and decrease in pH were observed. When the pH of the medium was modified by adding NaOH or buffering with Tris-HCl (pH 7.8), the greatest hydrocarbon reduction and biodegradation were found with NaOH treatment. With this treatment, total hydrocarbon removal and biodegradation efficiencies of, respectively, 97% and 86% for n-alkanes, 40% and 30% for total aliphatic hydrocarbons and 25% and 17% for total aromatic hydrocarbons were recorded after culture for 10 days. The emulsifying activity (quantified as emulsion index E24) was highest (60%) for neutralized treatment. For the three treatments the emulsifier activity was optimal at pH 6.5-7.5. Therefore, the culture medium should be neutralized to increase the rate of biodegradation and to minimize the residence time of the waste in a treatment unit.Fil: Nievas El Makte, Marina Lucrecia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Centro Nacional Patagónico; ArgentinaFil: Commendatore, Marta Graciela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Centro Nacional Patagónico; ArgentinaFil: Esteves, Jose Luis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Centro Nacional Patagónico; ArgentinaFil: Bucala, Veronica. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Planta Piloto de Ingeniería Química. Universidad Nacional del Sur. Planta Piloto de Ingeniería Química; Argentina. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Ingeniería Química; Argentin

Biodegradation pattern of hydrocarbons from a fuel oil-type complex residue by an emulsifier-producing microbial consortium

The biodegradation of a hazardous waste (bilge waste), a fuel oil-type complex residue from normal ship operations, was studied in a batch bioreactor using a microbial consortium in seawater medium. Experiments with initial concentrations of 0.18 and 0.53% (v/v) of bilge waste were carried out. In order to study the biodegradation kinetics, the mass of n-alkanes, resolved hydrocarbons and unresolved complex mixture (UCM) hydrocarbons were assessed by gas chromatography (GC). Emulsification was detected in both experiments, possibly linked to the n-alkanes depletion, with differences in emulsification start times and extents according to the initial hydrocarbon concentration. Both facts influenced the hydrocarbon biodegradation kinetics. A sequential biodegradation of n-alkanes and UMC was found for the higher hydrocarbon content. Being the former growth associated, while UCM biodegradation was a non-growing process showing enzymatic-type biodegradation kinetics. For the lower hydrocarbon concentration, simultaneous biodegradation of n-alkanes and UMC were found before emulsification. Nevertheless, certain UCM biodegradation was observed after the medium emulsification. According to the observed kinetics, three main types of hydrocarbons (n-alkanes, biodegradable UCM and recalcitrant UCM) were found adequate to represent the multicomponent substrate (bilge waste) for future modelling of the biodegradation process.Fil: Nievas El Makte, Marina Lucrecia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Nacional Patagónico; ArgentinaFil: Commendatore, Marta Graciela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Nacional Patagónico; ArgentinaFil: Esteves, Jose Luis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Nacional Patagónico; ArgentinaFil: Bucala, Veronica. Universidad Nacional del Sur; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin

Proteomic analysis and optimized production of Alkalihalobacillus patagoniensis PAT 05T extracellular proteases

Extracellular proteolytic extracts from the haloalkalitolerant strain Alkalihalobacillus patagoniensis PAT 05T have proved highly efficient to reduce wool felting, as part of an ecofriendly treatment suitable for organic wool. In the present study, we identified the extracellular proteases produced by PAT 05T and we optimized its growth conditions for protease production through statistical methods. A total of 191 proteins were identified in PAT 05T culture supernatants through mass spectrometry analysis. Three of the 6 detected extracellular proteases belonged to the serine-endopeptidase family S8 (EC 3.4.21); two of them showed 86.3 and 67.9% identity with an alkaline protease from Bacillus alcalophilus and another one showed 50.4% identity with Bacillopeptidase F. The other 3 proteases exhibited 55.3, 49.4 and 61.1% identity with D-alanyl-Dalanine carboxypeptidase DacF, D-alanyl-D-alanine carboxypeptidase DacC and endopeptidase LytE, respectively. Using a Fractional Factorial Design followed by a Central Composite Design optimization, a twofold increase in protease production was reached. NaCl concentration was the most influential factor on protease production. The usefulness of PAT 05T extracellular proteolytic extracts to reduce wool felting was possible associated with the activity of the serine-endopeptidases closely related to highly alkaline keratinolytic proteases. The other identified proteases could cooperate, improving protein hydrolysis. This study provided valuable information for the exploitation of PAT 05T proteases which have potential for the valorization of organic wool as well as for other industrial applications.Fil: Olivera, Nelda Lila. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Centro Nacional Patagónico. Instituto Patagónico para el Estudio de los Ecosistemas Continentales; ArgentinaFil: Sequeiros, Cynthia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Centro Nacional Patagónico. Centro para el Estudio de Sistemas Marinos; ArgentinaFil: Iglesias, Martín Sebastián. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Centro Nacional Patagónico. Instituto Patagónico para el Estudio de los Ecosistemas Continentales; ArgentinaFil: Nievas El Makte, Marina Lucrecia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Centro Nacional Patagónico. Centro para el Estudio de Sistemas Marinos; Argentin

Sources and distribution of aliphatic and polyaromatic hydrocarbons in coastal sediments from the Ushuaia Bay (Tierra del Fuego, Patagonia, Argentina)

The environmental quality of Ushuaia Bay, located at the southernmost tip of South America, is affected by the anthropogenic pressure of Ushuaia city. In this study, levels and sources of hydrocarbons in coastal sediments were assessed. Aliphatic hydrocarbon fractions ranged between 5.5 and 1185.3 μg/g dry weight and PAHs from not detected to 360 ng/g. Aliphatic diagnostic indices, the nalkanes homologous series occurrence, Aliphatic Unresolved Complex Mixtures (AliUCMs), and pristane and phytane isoprenoids indicated a petrogenic input. Some sites showed biogenic features masked by the anthropogenic signature. Particularly in port areas biodegradation processes were evident. PAH ratios showed a mixture of petrogenic and pyrogenic sources. Aliphatic and aromatic UCMs were strongly correlated, reflecting chronic pollution. Three areas were distinguished inside the bay: (1) east, with low hydrocarbons impact; (2) central, where hydrocarbons accumulation was related to source proximity and sediment characteristics; (3) south-west, where sediment characteristics and current circulation favour hydrocarbons accumulation.Fil: Commendatore, Marta Graciela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Centro Nacional Patagónico; ArgentinaFil: Nievas El Makte, Marina Lucrecia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Centro Nacional Patagónico; ArgentinaFil: Amin, Oscar Antonio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Austral de Investigaciones Científicas; ArgentinaFil: Esteves, Jose Luis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Centro Nacional Patagónico; Argentin

Hydrocarbon remediation by Patagonian microbial consortia

Among the technologies for recovering hydrocarbon-polluted sites, bioremediation is particularly interesting for wastewater and residue treatment. In this chapter, we first introduce hydrocarbon bioremediation focusing on the hydrocarbon biodegradation capabilities of microorganisms of the marine environment. Then, the context of petroleum hydrocarbons in the Argentinean Patagonia coast is depicted, and recent advances in bioprospection of hydrocarbon-degrading microorganisms from polluted sediments are reviewed. Finally, we discuss bilge waste bioremediation by Patagonian autochthonous microbial consortium as a treatment alternative. In particular focusing on the extent of hydrocarbon biodegradation, bioremediation trials at different experimental scales and bilge waste microbial community members are reviewed.Fil: Nievas El Makte, Marina Lucrecia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Centro Nacional Patagónico. Centro para el Estudio de Sistemas Marinos; Argentina. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional Chubut; ArgentinaFil: Polifroni, Rosana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Centro Nacional Patagónico. Centro para el Estudio de Sistemas Marinos; ArgentinaFil: del Brio, Federico Eduardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Centro Nacional Patagónico. Centro para el Estudio de Sistemas Marinos; ArgentinaFil: Sepúlveda, Marcela Andrea. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Centro Nacional Patagónico. Centro para el Estudio de Sistemas Marinos; Argentin

Caracterización de comunidades microbianas en biofilms de sedimentos marinos portuarios y enmiendas para biorremediación

Las comunidades microbianas de sedimentos marinos prestan importantes servicios ecosistémicos, por ejemplo, llevan a cabo gran parte de los procesos biogeoquímicos de recuperación de ambientes impactados denominados atenuación natural. Los ambientes contaminados representan una fuente de recursos biológicos y genéticos, en particular para la biorremediación ambiental, al estar expuestas a un factor de selección. Este trabajo tiene por objeto caracterizar las comunidades bacterianas de sedimentos marinos impactados por hidrocarburos de la zona portuaria de Puerto Madryn y de enmiendas microbianas para tratamientos de biorremediación. Estas fueron obtenidas mediante recirculación de una suspensión de los sedimentos marinos con 0,1% (p/v) de petróleo crudo Escalante a través de un lecho poroso de grava durante 14 días, que luego se reemplazó con un medio mínimo marino suplementado con macronutrientes (N y P) por 28 días. La estructura y la diversidad de las comunidades se determinaron mediante secuenciación de la región hipervariable V4 del gen 16S ADNr en una plataforma MiSeq (Illumina). Se observaron un total de 569 OTUs (409 ± 62 OTUs por muestra, 480±32 OTUs por muestra de sedimentos (n=2) y 374±33 OTUs por muestra de enmiendas (n=4)). Los sedimentos reflejaron mayor diversidad (índice de Shannon) y riqueza (Chao1) que las enmiendas. Los filos Proteobacteria, Fimicutes, Bacteroidetes, Planctomycetes y Actinobacteria representaron más del 83% y 94% de las lecturas de los sedimentos y enmiendas, respectivamente. El 43% de los OTUs encontrados fueron comunes a todas las muestras, mientras que el 18% de los OTUs resultó no compartido entre sedimentos y enmiendas. El género Marinobacter, que posee capacidad de degradar hidrocarburos alifáticos y de formar biofilm, fue predominante en las enmiendas (9,8±0,6%). En este estudio se determinó que las enmiendas obtenidas, con capacidad de mineralizar PAHs e hidrocarburos alifáticos, retuvieron una alta diversidad respecto a la de los sedimentos marinos de origen.Fil: Sepúlveda, Marcela Andrea. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Centro Nacional Patagónico. Centro para el Estudio de Sistemas Marinos; ArgentinaFil: Polifroni, Rosana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Centro Nacional Patagónico. Centro para el Estudio de Sistemas Marinos; ArgentinaFil: Revuelta, F.. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional Chubut; ArgentinaFil: Olivera, Nelda Lila. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional Chubut; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Nievas El Makte, Marina Lucrecia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Centro Nacional Patagónico. Centro para el Estudio de Sistemas Marinos; Argentina. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional Chubut; ArgentinaIV Reunión Argentina de Geoquímica de la SuperficiePuerto MadrynArgentinaInstituto Patagónico para el Estudio de los Ecosistemas ContinentalesCentro para el Estudio de Sistemas MarinosUniversidad Nacional de la Patagonia San Juan BoscoUniversidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional Chubu