BIORREMEDIAÇÃO. A Biorremediação é um processo no qual organismos vivos, normalmente plantas ou...

BIORREMEDIAÇÃO

A Biorremediação é um processo no qual organismos vivos,

normalmente plantas ou micro-organismos são utilizados

TECNOLOGICAMENTE para REMOVER ou REDUZIR poluentes

no ambientes.

O processo Biotecnológico de Biorremediação é a alternativa

ecologicamente mais adequada e eficaz para o tratamento de

ambientes contaminados.

Recalcitrantes: São moléculas orgânicas de difícil degradação.

Podem ter origem natural, sintetizadas pelo metabolismo

biológico, ou sintéticas, produzidas por tecnologias industriais modernas

e estranhas ao ambiente natural.

Estas são denominadas de “XENOBIÓTICAS”, moléculas estranhas ao ambiente natural. Ex. Agrotóxicos, corantes, fármacos, plásticos e hidrocarbonetos

ABRANGÊNCIA DA ÁREA

Vários contaminantes podem ser tratados biologicamente com sucesso. Estes incluem petróleo bruto, hidrocarbonetos do petróleo como gasolina, óleo diesel, combustível de avião, pesticidas, preservativos de madeira, solventes diversos, lodo de esgoto urbano industrial.

Muitos destes produtos de difícil decomposição e, por isto, causam sériosimpactos ambientais.

Alguns micro-organismos são pertencentes aos gêneros de bactérias e fungos,muito mencionados como:

Azospirillum, Pseudomonas, Alcaligenes, Enterobacter, Proteus, Klebsiella, Serratia. Bacillus, Arthrobacter, Nocardia, Streptomyces, Mucor, Fusarium, Chaetomium, Phanerochaete e Trametes.

Conhecimentos requeridos para atuação na área:

Biotecnologia; Saneamento Ambiental; Controle da Poluição; Ciências Biológicas; Microbiologia; Engenharia Sanitária e/ou Ambiental; Química; Mecânica dos solos; Geologia; Hidráulica; Hidrogeologia.

A Biorremediação pode ser realizada ex situ ou in situ.

A técnica ex situ é aplicada para tratamento do solo, águas subterrâneas eáguas residuárias que são escavadas e transportadas (no caso dos solos)e bombeadas (no caso da água) para locais fora da zona contaminada para posterior tratamento, atualmente, com biorreatores.

A Biorremedição in situ pode ser realizada através de três processos:

Biorremediação natural;

Bioestimulação;

e Bioaumento (bioaugmentation)

Biorremediação “in situ”

Caracterização do local para implementação da biorremediação “in situ”

Para o projeto e implantação do plano de biorremediação “in situ”, o local

deve ser caracterizado do ponto de vista físico, químico, biológico e

hidrogeológico.

Caracterização Física

• distribuição espacial da contaminação, a origem do resíduo e a geometriada pluma;• hidrogeologia*, direção e velocidade do fluxo da água subterrânea, heterogeneidades e zonas impermeáveis do sedimento;• temperatura.

Caracterização Química

• composição da contaminação;• qualidade da água subterrânea, especialmente o potencial redox, receptores de elétrons, pH e produtos de degradação;• propriedades de adsorção do sedimento.

Caracterização Biológica

• presença de micro-organismos viáveis, especialmente degradadores dehidrocarbonetos, em zonas contaminadas e não contaminadas;• potencial de biodegradação e taxas de degradação.

Condições hidrogeológicas que influenciam a biorremediação

• Permeabilidade do solo e materiais de subsuperfície;• Tipo de solo;• Profundidade do nível d’água;• Concentração de minerais;• Potencial Redox (Eh)• pH• Temperatura

Avaliação em laboratório

Para demonstrar que uma tecnologia de biorremediação é potencialmente útil, é

importante verificar a biodegradação dos poluentes sob condições

controladas.

Isto geralmente não é possível de se obter in situ, assim, esta verificação deve

ser obtida através de experimentos laboratoriais que demonstram o

potencial que um determinado tratamento pode ter em estimular a remoção de

xenobióticos de um local contaminado.

Parâmetros medidos em testes laboratoriais da eficiência da biodegradação:

Contagem de micro-organismos heterotróficos totais;

Contagem de micro-organismos degradadores de um ou de vários substratos

específicos;

Medidas da taxa de respiração microbiana (consumo de oxigênio e/ou produção

de dióxido de carbono);

Determinação das taxas de degradação

Avaliação em laboratório

Biodegradação: 

Biodegradação Vias metabólicas  normalmente utilizadas para crescimento e produção  de energia são usadas para degradação de poluentes.

PROCESSO

Um composto orgânico quando é oxidado perde elétrons para um aceptor

final de elétrons, que é reduzido (ganha elétrons).

O oxigênio comumente atua como aceptor final de elétrons quando

presente e a oxidação de compostos orgânicos com a redução do oxigênio

(RESPIRAÇÃO AEROBIA).

Quando o oxigênio não está presente, microrganismos podem usar

compostos orgânicos ou íons inorgânicos como aceptores finais de elétrons

alternativos, condições estas chamadas de ANAERÓBIAS.

Biorremediação natural

A Biorremediação natural é uma técnica baseada nos processos naturais

de atenuação para remoção ou contenção de contaminantes dissolvidos na água.

A atenuação natural refere-se aos processos físicos, químicos e biológicos que

facilitam o processo de remediação e depende das características hidrogeológicas.

O monitoramento da biorremediação natural é baseado em um acompanhamento

da evolução temporal e espacial da concentração de indicadores

geoquímicos (pH, Eh, OD, temperatura, aceptores de elétrons).

Bioestimulação:

A Bioestimulação de populações de micro-organismos autóctones com o objetivo

de aumentar as taxas de biodegradação é freqüentemente empregada em

projetos de Biorremediação. Para se utilizar o processo de Bioestimulação, deve

existir no local contaminado uma população natural de micro-organismos

capazes de biodegradar os contaminantes presentes e que as condições

ambientais são insuficientes para se obter altas taxas de atividade microbiológica

dessa população.

Suplementação:   (com  nutrientes, bactérias, oxigênio, CO2 ... outros requisitos)

Biomagnificação (+ micro-organismos)  Bioestimulação  (+ nutrientes)  Bioventilação  (+ CO2, + O2)  Landfarming (+ O2 + micro-organismos)

Bioaumento:

Bioaumento é a introdução de micro-organismos não indígenos (alóctones)

quando se identifica a insuficiência de micro-organismos indígenos (autóctones)

para a biodegradação do contaminante. O Bioaumento é um processo de

biorremediação que utiliza micro-organismos alóctones muitas vezes

encontrados em produtos biotecnológicos comercializados.

Os micro-organismos aplicados devem atuar em sinergismo com as espécies

autóctones, sem interferir nos processos biogeoquímicos naturais.

EXXON VALDEZ24 de março de 198910.9 milhões de galões de óleo cruContençãoBombeamentoRemoção ManualLavagemBiorremediaçãoCusto US$ 2,1 bilhões

Segundo cálculos do Serviço Geológico, o poço aberto no Golfo do México, cuspiu, em mais de um mês, entre 71 e 147 milhões de litros de petróleo no mar.

Custo da BP com vazamento de petróleo atinge US$ 8 bi

Sites relacionados e interessantes

• http://www.cnpma.embrapa.br

• http://www.portaldomeioambiente.org.br

Revistas e jornais

•Water, Air & Soil Pollution

•Journal of Soils and Sediments