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BIBLIOTECA DO INSTITUTO DE QUÍMICA
UNICAMP

 
TESE DE DOUTORADO
 
Autora: Cruz, Georgiana Feitosa da
Título: Biodegradação aeróbia e anaeróbia de Petróleo do Campo Pampo Sul, Bacia de Campos, RJ
Ano: 2009
Orientadora: Profa. Dra. Anita Jocelyne Marsaioli
Departamento: Química Orgânica
Palavras-chave: Bacia de Campos, Atividade enzimática, Petróleo, Biossurfactante
Resumo: O principal objetivo desta tese foi investigar os processos de biodegradação do petróleo em reservatórios utilizando condições aeróbia, anaeróbia ou mista. Os experimentos de biodegradação foram adaptados a escala laboratorial, a fim de reproduzir as diferentes condições do reservatório, tendo o cuidado de selecionar os melhores parâmetros para acelerar em milhões de vezes o processo e assim avaliar a depleção dos biomarcadores em poucos meses comparado aos tempos geológicos. Isto foi obtido pelo aumento da densidade bacteriana que produziu a aceleração necessária do processo. A comparação de petróleos, um degradado naturalmente e outro em laboratório, apresentou evidências de que a reprodução do processo de biodegradação foi eficiente. A avaliação dos experimentos de biodegradação revelou que a microbiota aeróbia degrada preferencialmente n-alcanos com número par de carbonos, enquanto os anaeróbios preferem n-alcanos com número ímpar de carbono e a microbiota mista não mostra nenhuma preferência aparente. Em aerobiose, a ordem preferencial de biodegradação foi hidrocarbonetos > hopanos (com enriquecimento de 25-norhopanos) > esteranos > terpanos tricíclicos. Entre os homohopanos houve preferência pelos homólogos de maior peso molecular e a biodegradaçã de esteranos foi na ordem aaa20R >> abb 20R + abb 20S aaa 20S >> diasteranos, diminuindo com o número de carbono [C27 > C28 > C29]. Em anaerobiose a degradação preferencial foi hidrocarbonetos > esteranos > hopanos > 25-norhopanos > terpanos tricíclicos. Para os homohopanos a ordem de degradação foi diferente da observada em aerobiose com uma preferência para os homólogos de menor peso molecular e ordem de biodegradação para os esteranos foi a mesma observada em condições aeróbias. O experimento com consórcio misto revelou que a degradação em até 90 dias seguiu o padrão aeróbio e após 120 dias a situação mudou revelando características de degradação anaeróbia. A identificação dos microrganismos utilizando técnicas independente de cultivo revelou que a maioria dos microrganismos presentes nesses experimentos sao aeróbios, mas com capacidade de sobreviver em condições anaeróbias. Durante o crescimento bacteriano, houve um aumento da solubilização do petróleo através da redução da tensão superficial devido a produção de substâncias exopoliméricas (EPS), que foram avaliadas levando a identificação de surfactina, um biopolímero produzido principalmente por espécies de Bacillus. Em suma, a principal contribuição do presente trabalho foi reproduzir em laboratório, sob condições aeróbia, anaeróbia e mista, o processo de biodegradação semelhantemente aquele encontrado em reservatórios.
Abstract: The main purpose of this thesis was the simulation of petroleum biodegradation processes under reservoir aerobic, anaerobic or mixed conditions. The biodegradation experiments were first adapted to the laboratory scale in order to simulate different reservoir conditions taking care to select the best parameters to accelerate million times the biodegradation process to permit the evaluation of biomarker depletion in few months instead of geological times. This goal was obtained by increasing the bacterial density which produced the required process acceleration. Comparison of naturally biodegraded and laboratory degraded petroleum provided evidence that biodegradation process mimetization was successful. Comparison of the three degradation experiments revealed that aerobic microbiota preferentially degrades even carbon number n-alkanes, anaerobic preferred odd carbon number n-alkanes and mixed did not show any preference. Under aerobiosis the degradation preference was hydrocarbons > hopanes and homohopanes (25-norhopanes enrichment) > esteranes > tricyclic terpanes. Among homohopanes higher homologs were preferencialy depleted and the steranes biodegradation preference was aaa20R >> abb 20R + abb 20S aaa 20S >> diasteranes, decreasing with the carbon number [C27 > C28 > C29]. Under anaerobiosis the depletion preference was hydrocarbons > esteranes > hopanes e homohopanes > 25-norhopanes > tricyclic terpanes. For the homohopanes the degradation order was different from observed in aerobiosis with a preference for the low molecular weight homologs. Steranes biodegradation was not sensitive to aerobic or anaerobic conditions. The mixed aerobic experiment revealed that the degradation followed the aerobic pattern until 90 days and after 120 days the pattern changed to anaerobic like degradation. The identification of the microorganisms using cultivation independent techniques revealed that most microorganisms in these experiments were aerobic but could survive under anaerobic conditions. During bacterial growth there was an increasing oil solubilization by reduction in interfacial tension due to the production of exopolymeric substances (EPS) which were evaluated leading to the identification of surfactin a biopolymer mainly produced by Bacillus species. Finally the main contribution of this research was to reproduce in the lab the reservoir biodegradation under aerobic, anaerobic and mixed conditions.
Arquivo (Texto Completo): 000446407.pdf ( tamanho: 5,21MB )

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