[0.5] Considerando que a biorremediação por microorganismos

pode ser limitada pela disponibilidade de C, que papel você veria para a

introdução de plantas em uma tentativa de biorremediação de solo

contaminado?

As plantas além de atuar diretamente sobre vários tipos de

contaminantes com a biodegradação favorecida pela disponibilidade de N, P e

outros nutrientes no solo, bem como com o conhecimento da relação C:N do

material a ser tratado contribui indiretamente através do efeito rizosférico sobre

a microbiota, atuando como um “efeito priming”na biodegradação. Para a

introdução de plantas em solos contaminados usa-se o processo da

fitorremediação que aprerentam várias técnicas como a fitoextração, onde as

plantas removem metais dos solos mediante absorção pelas raízes, transporte

e concentração de metais na biomassa da parte aérea; a fitoestabilização, com

o uso de plantas para minimizar a mobilidade de metais em solos

contaminados mediante a acumulação nas raízes ou precipitação na rizosfera.,

esse processo depende da habilidade das plantas selecionadas crescerem e

acumularem metais sob as condições climáticas e de solo específicas da área

a ser remediada, para atingir essa meta tem-se usado o uso de plantas com

excepcional capacidade natural de acumulação de metal, as chamadas

hiperacumuladoras; a utilização de plantas cultivadas de alta produção de

biomassa a exemplo de milho (Zea mays) e mostarda da Índia ( Brassica

juncea), associadas a um método de fitoextração induzida por agentes

quelantes e a fitovolatilização, baseado na capacidade de plantas para

volatilizar metais no solo.

tudo o que falou é válido, mas nada é ligado diretamente com o ponto que levantei da disponibilidade de C para os microorganismos. Neste ponto de vista, a maior função potencial da planta é servir como fonte de C para o microrganismo do solo que vai realmente fazer a biorremediação, através dos exudatos radiculares. Um ponto potencialmente muito importante deste efeito dos exudatos é a distribuição relativamente uniforme em toda a rizosfera, diferentemente do que acontece se pegarmos C externo para introduzir artificialmente. Além disto, não temos custo de transporte do material, etc.

[1.0] Discuta detalhadamente a figura 6.7

Uma das características comportamentais importantes dos pesticidas é

sua degradibilidade com relação direta com a persistência que é consequência

da baixa taxa de hidrólise abiótica, de baixa susceptibilidade à degardação

biológica (alta recalcitrância), da baixa volatilização e da elevada partição no

solo. A figura é uma representação da magnitude e reversibilidade das

respostas dos organismos e processos à aplicação de xenobiótico (efeito dos

pesticidas) . Mostra uma resposta relativa e absoluta em função do tempo

necessário para recuperação ocorrendo de forma direta ou indireta através dos

seus efeitos sobre as plantas, sobre a exsudação radicular. Para efeitos

reversíveis em relação a resposta relativa, o gráfico apresenta uma menor

população e diversidade em curto espaço de tempo ocorrendo uma depressão

máxima, havendo um aumento na medida que o tempo aumenta recuperando o

nível da atividade original em função da ação mitigadora do impacto , chegando

a passar o controle e no efeito irreversível a resposta ao controle permanece

estável em realção ao tempo e os pesticidas tendem a diminuir inicialmente,

vindo a se estabilizar, considerando possivelmente essas diferenças à

interações diversas entre organismos, grupos e processos bioquímicos no solo.

Na Resposta absoluta nos efeitos reversíveis o controle aumenta em um menor

espaço de tempo em relação ao pesticida, podendo ser ocasionado pelo

aumento da MO e quantidade de microrganismos atuante, apresentando o

mesmo comportamento quando comparado ao efeito irreversível.

ok

[1.2] Discuta as duas principais linhas de pesquisa da literatura

sobre o efeito de xenobióticos sobre a microbiota do solo

A biodegradação e a biodisponibilidade.

A biodegradação de um composto químico no meio ambiente depende,

sobretudo, da presença de uma população de microrganismos capaz de

metabolizar a molécula original e seus produtos de degradação. Alguns

xenobióticos podem ser biodegradados por microrganismos que possuam

enzimas capazes de catabolizar moléculas específicas, ou mesmo pela ação

conjunta de consórcios microbianos, em que cada microrganismo atua

individualmente sobre diferentes etapas do processo de biodegradação. A

biodegradação é mais provável quando a estrutura química do xenobiótico é

semelhante à estrutura de moléculas naturais. Por exemplo, existe uma grande

diversidade de moléculas naturais com estruturas complexas, tais como a

lignina, rica em anéis benzênicos - estrutura molecular natural mais abundante

na biosfera depois da glicose , os esteróides, os terpenos e compostos

halogenados naturais, que ocorrem em grande abundância e são normalmente

metabolizados por microrganismos no ambiente. As enzimas que catabolizam a

degradação de compostos naturais podem apresentar baixa especificidade

pelo seu substrato e, desta maneira, os xenobióticos com estrutura química

semelhante a compostos naturais podem ser reconhecidos pelo sítio ativo da

enzima, possibilitando, assim, que sejam quimicamente transformados.

Quando o xenobiótico tem a possibilidade de percorrer todos os passos

catalíticos de uma determinada rota catabólica enzimática, provavelmente ele

se torna uma possibilidade nutritiva para o microrganismo, sendo os produtos

de sua degradação aproveitados pelo seu metabolismo construtivo e

energético. Porém, quando o composto é apenas parcialmente degradado, por

ação de uma ou mais enzimas de uma rota catabólica sem que o produto

resultante contribua para a sobrevivência do microrganismo, esta

transformação metabólica é denominada de “co-metabolismo”. O produto do

co-metabolismo, muitas vezes, pode servir de substrato para transformações

enzimáticas de outras espécies microbianas, possibilitando a degradação

completa do xenobiótico (mineralização). Trocas de material genético podem

ocorrer entre microrganismos na natureza e constituem um outro fator que

contribui para o potencial biodegradador de uma comunidade. Muitas rotas

catabólicas de compostos complexos estão localizadas no genoma plasmidial.

Plasmídeos podem ser trocados entre bactérias de uma mesma espécie, ou

mesmo entre microrganismos de espécies diferentes, através de mecanismos

de conjugação ou transformação de células naturalmente competentes (células

com capacidade de assimilar DNA exógeno na natureza). Estes processos de

intercâmbio de material genético favorecem a disseminação de genes, e,

conseqüentemente, a disseminação potencial de enzimas relacionadas ao

metabolismo catabólico de uma molécula recalcitrante. Obviamente, as

características físico-químicas e nutricionais do meio externo e o

compartimento intracelular microbiano estão estritamente relacionados. Mesmo

que um sistema microbiano porte todos os requisitos bioquímicos e genéticos

necessários para a degradação de um xenobiótico, se as características físico-

químicas e componentes nutricionais do meio não condizem. A

biodisponibilidade da molécula, xenobióticos têm caráter apolar, o que muitas

vezes não é compatível com sítios de entrada e transportadores da membrana

celular, indisponibilizando-o, desta maneira, para o metabolismo intracelular.

Alguns microrganismos contornam este obstáculo produzindo surfactantes e

possibilitando, assim, a entrada de moléculas apolares para o interior da célula.

A busca de biossurfactantes que possam ser utilizados como aditivos em solos

contaminados com compostos pouco solúveis é hoje uma das linhas com

grande desenvolvimento em pesquisas de biorremediação. Na

biodisponibilidade as espécies apresentam capacidade de dissolver

contaminantes para depois degradá-lo.

excelente

[1.2] Como o aumento no uso de transgênicos pode se relacionar

com a microbiota do solo em função de xenobióticos? Devemos esperar

respostas semelhantes independentemente do transgênico de que

estamos falando?

O uso de transgênicos oferece a possibilidade de se contornar algumas

das limitações dos processos de biorremediação, principalmente as

relacionadas à taxa da degradação do poluente. A manipulação genética de um

microrganismo pode permitir o aumento da taxa de degradação através de

diferentes estratégicas como: inserção de genes que codificam enzimas

catabólicas específicas para a molécula-alvo; inserção de genes que conferem

resistência a compostos inibitórios no ambiente ou aos produtos de degradação

da molécula-alvo; inserção de genes ou alterações genéticas que auxiliam na

solução de problemas ligados à baixa concentração do poluente, como, por

exemplo, aumento da captação/ absorção do composto pela célula ou da

expressão da enzima. A incorporação destes genes em uma bactéria

geralmente é feita via plasmídios ou transposons, e pode resultar na

manutenção do DNA exógeno na forma de plasmídio ou na inserção dos genes

no cromossomo bacteriano.Não podemos esperar respostas semelhantes pois

os microrganismos modificados em laboratórios podem ser selecionados para

apresentarem baixa competitividade ou, ainda, para perderem as

características especiais de recombinação após um certo tempo de vida,

sendo, assim, pouco competentes para sobrevivência no ambiente natural. Um

dos problemas dos transgênicos é a instabilidade de seus genes exógenos,

principalmente quando inseridos em forma de plasmídios. Quando esta

instabilidade é devido à segregação deficiente, ou seja, parte da população

gerada após um ciclo de divisão celular pode não ter plasmídio, o problema

pode ser superado com a inserção dos genes de interesse no cromossomo

bacteriano, mediante o uso de transposons. Entretanto a inserção de novos

genes no cromossomo de um microrganismo pode ter efeitos inesperadoscomo

a interferência na regulação de outras vias metabólicas, acarretando, por

exemplo, o aumento da produção de toxinas ou inativação da expressão de

outras propriedades de interesse.

excelente discussão do ponto de vista de microorganismo transgênico. No entanto, eu estava pensando em termos de plantas transgênicas, e do efeito que trazem na modificação do perfil de -cidas que são usados em uma determinada cultura, com consequências diretas em quais componentes entram no solo, e quanto entra de cada um. Assim, fica claro que há um efeito indireto, pela modificação da contaminação, e que este efeito é fortemente dependente de qual o transgênico que estamos falando. Um Round-Up Ready vai acarretar em forte aumento no uso de glifosato, enquanto um BT vai trazer redução no uso de vários (infelizmente não todos) inseticidas.

[3.000] Sintetize o capítulo de forma a permitir ao leitor uma noção

aprofundada do discutido

Xenobióticos são substâncias estranhas ao ambiente chamados de

produtos químicos sintéticos. Sua aplicação pode ser no uso

doméstico,agrícola e industrial. Podendo trazer benefícios sociais e

econômicos, como por exemplo:detergentes, lubrificantes, fibras, plásticos,

pigmentos e biocidas.Foram responsáveis pela “revolução verde”, movimentam

32 bilhões de dólares no mercado mundial e como problema são poluidores,

tóxicos, carcinogênicos e teratogênicos e trazem impactos sobre a biota e

processos do solo, exercendo grande impacto sobre o meio ambiente e

requerem atenção sobre: biodegradação dos xenobióticos e a redução da

bioacumulação;impacto desses produtos na atividade dos microorganismos e a

intensidade de processos bioquímicos essenciais à boa qualidade do solo e

funcionamento do ecossistema.

Os principais pesticidas são xenobióticos pertencentes ao grupo dos

organosfosforados, carbamatos, feniluréias e outros. Seus benefícios para

aumentar e estabilizar a produção são evidentes, pois as pragas e doenças são

responsáveis por perdas de 30 a 40% na agricultura podendo atingir perda total

da produção se o controle eficaz não for praticado em tempo hábil.

O uso dos pesticidas podem resultar em efeitos indiretos sobre os

componentes do ecossistema agrícola. A fração que atinge o solo sofre

inúmeras interações químicas como a fase inerte e com a biota, além de sofrer

várias alterações químicas que determinam a dissipação ou a persistência. A

persistência dos pesticidas no solo exerce influência marcante sobre o controle

das plantas daninhas, a injúria para as culturas em sucessão e o risco de

contaminação ambiental. A persistência varia com a adsorção, lixiviação e

degradação e/ou transformação biológica, pois esses fatores regulam a

concentração, o fluxo e o tempo de permanência das moléculas destes

compostos na solução do solo. Além disso, a importância e a intensidade da

ação destes fatores sobre a persistência dependem das condições edafo-

climáticas específicas. A dissipação refere-se à fração do pesticida que é

degradada ou permanece no solo em formas diferentes da original do produto.

Mede o desaparecimento do composto original no solo podendo abranger

processos como mineralização, degradação, formação de complexos com

outros compostos, absorção e transporte; e pode ocasionar possíveis

problemas por seus metabólicos serem mais tóxicos que o composto original.

Os pesticidas atuam sobre a população microbiana mas ela consegue se

recuperar do estresse dos pesticidas,em média em 30 dias e algumas espécies

com mais de 60 dias. Causam estresse natural ,anaerobiose ,compactação do

solo, predação microbiana ,flutuações térmicas no solo : são mais impactantes

sobre a biota do solo.A avaliação dos efeitos dos pesticidas varia em função do

método empregado, considerando ainda as diferenças na sensibilidade da

variável resposta e interações diversas entre diferentes organismos, grupos ou

processos bioquímicos no solo.Os efeitos dos pesticidas sobre os organismos

são relativos e não absolutos; são muito variáveis, em função da natureza do

produto, dosagem, frequência de aplicação (período e intensidade da

exposição), condições ambientais (solo, clima, vegetação ou cultura) e tipo de

resposta microbiana empregada.

A degradação dos xenobióticos no solo ocorre na forma biótica ou abiótica que

dependerá do composto e das condições químicas e biológicas do solo; com a

biodegradação que é resultante de milhões de anos de evolução onde os

microrganismos não foram expostos a compostos antropogênicos(sintéticos).

As transformações vão da simples remoção de um único átomo da molécula

orgânica à sua mineralização completa seguindo as seguintes

etapas:destoxificação (conversão de uma molécula tóxica a um metabólito ou

produto menos tóxico); a degradação que é um processo de alteração na

estrutura química mediado por microrganismos, plantas ou enzimas,

tranformando uma substância tóxica em outra mais simples, mas não

necessariamente menos tóxica que podem ser: fotoquímica onde ocorre a

quebra da molécula pela absorção de luz solar; microbiana, com degradação

mediada por microrganismos; química com a alteração química envolvendo

reações de hidrólise ou de óxidorredução; metabólica com transformação

química após absorção pelas plantas ou animais.A mineralização que é a

degradação completa da molécula a formas inorgânicas como CO2, H2O, NH3,

Cl-, PO4-3, SO4-2 e outros; Conjugação ocorre quando o produto se torna

mais complexo pela adição de metabólitos microbianos ou outros materiais do

solo, tornando-se menos tóxico e mais recalcitrante; Ativação: é a conversão

biótica de produto não tóxico em outro

tóxico com ação biocida e por último a mudança de espectro de toxicidade que

acontece quando um produto tóxico para um grupo de organismos-alvo, sofre

transformações, gerando substâncias tóxicas para outros organismos

diferentes.

A biodegradação refere-se à transformação de moléculas xenobióticas por

microrganismos e a biorremediação refere-se ao uso de microrganismos para

desentoxicar áreas contaminadas. A degradabilidade é vista como um atributo

desejável, pois a persistência prolongada leva à contaminação de outros

ambientes e também de águas subterrâneas. Três técnicas básicas de

biorremediação são geralmente usadas: a) estimulação da atividade de

microrganismos indígenas, pela adição de nutrientes, regulação das condições

redox, entre outros; b) inoculação de sítios contaminados com microrganismos

específicos para transformar determinados poluentes; e, c) aplicação de

enzimas imobilizadas. As pesquisas sobre biodegradação priorizam os

pesticidas mais tóxicos à vida selvagem em agroecossistemas suscetíveis à

contaminação. As linhas básicas de pesquisa nessa área são: a)

biodegradação de herbicidas e fungicidas; b) enzimas microbianas envolvidas

no processo de biodegradação; e, c) tecnologia da rizosfera - uso de

rizobactérias promotoras do crescimento de plantas em biorremediação.

A biorremediação microbiana está evoluindo em estudos por ser: de baixo

custo; uma solução permanente de descontaminação, pois promove a

degradação; fundamentada em processos naturais sem interferências

adicionais ao ambiente; aplicável a uma grande variedade de contaminantes e

situações de solo e apresenta grande aceitação pública.

dá para ter uma idéia bastante boa, mas poderia ter sido mais aprofundada na parte de biorremediação propriamente dita, lembrando de falar no cometabolismo, por exemplo

[1.750] Quais os principais fatores que controlam o destino de um

xenobiótico no solo, e como eles interagem

A fração dos pesticidas que atinge o solo sofre inúmeras interações

químicas com a fase inerte e com a biota, além de sofrer várias alterações

químicas que determinam a dissipação ou a persistência, assim como o seu

impacto no ecossistema. A dissipação mede o desaparecimento do composto

original no solo e pode abranger vários processos como a mineralização,

degradação, formação de complexos com outros compostos, absorção e

transporte. A persistência do pesticida no solo pode ser expressa em termos

relativos como o tempo necessário para a bioatividade de determinado

composto alcançar um dado nível percentual em relação ao original. O destino

dos xenobióticos do solo dependem de suas propriedades intrísecas como

estrutura química e aspectos funcionais da molécula. Outros fatores como a

quantidade e a frequencia de aplicação, condições físicas, químicas e

biológicas do solo, são também de igual importância. Esse conjunto de fatores

tem atuação muito complexa e determinará a quantidade de composto em

solução ou biodisponível, seu comportamento e efeito no ecossistema, seu

impacto sobre os organismos e processos biológicos do solo, além de taxas de

transformação e potencial de lixiviação para as camadas mais profundas do

solo. O comportamento do pesticida no solo pode ser conhecido pela relação

entre a quantidade do composto retirada nas frações do solo e aquela em

solução, a qual é definida como coeficiente de sorção ou de partição (CP ou

cadê), onde a CP é a razão entre a quantidade adsorvida nas partículas do

solo e a dissolvida na solução. Compostos não adsorvidos apresentam valor de

CP igual a zero, ou seja, não encontrados totalmente em solução, de modo

que, quanto maios a CP, mais adsorvido (retido) este se encontra no solo.

Vários fatores influenciam a retenção dos pesticidas no solo, destacando-se o

conteúdo de C que influencia mais aqueles não-iônicos. Em função disso,

convencionou-se expressar o CP em relação ao C orgânico (CPoc): CPoc=

CPx100/ Corgânico. Quanto menor a retenção, favorece a degradação dos

xenobióticos, mas oferece risco maior de lixiviação, enquanto alta retenção

pode favorecer o acúmulo no solo e o risco a longo prazo.

que termo técnico cadê é este? Será que não era Kd? Naõ falou em alguns dos principais fatores com teor e tipo de argila, pH, potencial redox, ou composição e tamanho da microbiota

[2.400] Sintetize o artigo

Qualquer substância indesejadas introduzidas no ambiente é chamado

de "contaminante". Efeitos deletérios ou danos por contaminantes leva a

"poluição", um processo (natural ou artificial) que se torna impróprio para

consumo. A biorremediação é um processo no qual usa-se organismos vivos,

normalmente plantas ou microrganismos, utilizando tecnologias para remover

ou reduzir (remediar) poluentes no ambiente. Este processo biotecnológico de

remediação tem sido intensamente pesquisado e recomendado pela

comunidade científica atual como uma alternativa viável para o tratamento de

ambientes contaminados, tais como águas superficiais e subterrâneas,solos,

além de resíduos e efluentes industriais em aterro ou áreas de contenção.

Embora outras tecnologias usem processos físicos e/ou químicos sejam

também indicadas para descontaminar ambientes poluídos, o processo

biológico de biorremediação é uma alternativa ecologicamente mais adequada

e eficaz para o tratamento de ambientes contaminados com moléculas

orgânicas de difícil degradação e metais tóxicos. O processo de

biorremediação depende do potencial metabólico de microorganismos para

desintoxicar ou transformar a molécula de poluentes, que é dependente tanto

na acessibilidade quanto na biodisponibilidade.A biodisponibilidade é limitada

pelo transporte da molécula de poluentes de uma célula microbiana, ou seja, é

a difusão de poluentes a partir de um agregado do solo para a célula ligada a

parte externa da superfície do agregado. A Sorção influência na

biodisponibilidade de um contaminante que é um fator crítico, mas um processo

ainda pouco compreendido em biorremediação.A degradação de

contaminantes sorvidos pode ocorrer via microbiana presumivelmente mediada

pela dessorção de contaminantes através da produção de biossurfactantes de

um gradiente entre a fase sólida e contaminantes interfacial. Assim, a

biodisponibilidade atua em espécies específicas (ou seja, a capacidade de

certas espécies para dessorver os contaminante e depois degradar). Os

contaminantes orgânicos também podem ser degradado sem dessorção prévia.

Aplicação de surfactantes para solos contaminados tem sido utilizada como

uma das estratégias de tratamento para aumentar a transferência de massa

hidrofóbicas de contaminantes orgânicos.Fatores como custo, eficácia em

concentrações

inferior a 3%, baixa toxicidade para seres humanos, animais e plantas, baixa

adsorção no solo, a baixa dispersão do solo e baixa tensão superficial,

determinam a seleção de surfactantes para aplicação em campo. Toxicidade

de surfactantes na biota do solo pode impedir a biodegradação de poluentes e

perturbar o equilíbrio ecológico. A biodegradação tanto quanto a diversidade de

fontes e complexidades químicas em poluentes orgânicos existente, há uma

diversidade microbiana sendo capazes de sintetizar ou degradar compostos

orgânicos, no entanto, a diversidade metabólica dos microrganismos viáveis

para a degradação de poluentes orgânicos podem ser insuficientes para

proteger a terra da poluição antropogênica. Isto é principalmente devido aos

produtos químicos recalcitrantes com elementos estruturais ou substituinte, que

raramente ocorrem na natureza. Portanto, há uma evolução fortuita de

xenobióticos-degradante de enzimas à partir das interações de micróbio-planta-

inseto. O potencial de degradar os poluentes orgânicos variam entre grupos

microbianos.

Abordagens de biorremediação são geralmente classificados como in situ ou ex

situ. Em biorremediação in situ envolve tratar o material contaminado no local,

enquanto ex situ envolve a remoção do material contaminado a ser tratada em

outro lugar.A biorremediação in situ

pode ser descrita como um processo pelo qual são poluentes orgânicos

biologicamente degradados em condições naturais, quer seja por

dióxido de carbono, água ou um produto de transformação atenuada. Apesenta

baixo custo de manutenção e é ambientalmente e ecologicamente correto.

Com a necessidade de escavação das amostras contaminadas para o

tratamento, o custo da ex situ podem ser elevados, em relação ao in situ. Além

disso, a taxa de biodegradação e da consistência do resultado diferem entre

si,embora os métodos de ambos dependem essencialmente do metabolismo

microbiano. Bioatenuação ocorre em grande parte devido à biodegradação por

microrganismos , e até certo ponto pelas reações com produtos químicos de

ocorrência natural e sorção em meios de comunicação geológica. Os

processos de atenuação natural de contaminantes são específico. Na

bioestimulação ocorre a aceleração do volume microbiano de poluentes

químicos em geral depende da fonte de carbono, nutrientes, como N e P,

temperatura, oxigênio disponível, o pH do solo, potencial redox, e do tipo e

concentração de poluentes orgânicos em si. Bioaumentação baseia -se na

produção de biomassa a partir de uma fração

de um solo contaminado e o uso subsequente como um inóculo.

A maioria dos biossurfactantes são aniônicos ou não-iônicos, a estrutura é uma

característica do microrganismo de produzir o surfactante sob condições

específicas de crescimento. Os biossurfactantes podem ser tóxicas ou mesmo

utilizado

preferencialmente pelos microrganismos poluente da degradação.A

aplicação do biossurfactante oferece dupla vantagem: fornecimento contínuo

de surfactante biodegradável e a capacidade de degradar poluentes.

Os microorganismos respondem diferentemente a diversos tipos de estresses e

ganho de aptidão no ambiente poluído. Este processo pode ser acelerada

através da aplicação de técnicas de engenharia genética. O DNA recombinante

e outras técnicas da biologia molecular têm permitido a ampliação, interrupção

e / ou modificação do alvo genes que codificam as enzimas nas vias

metabólicas; minimização dos gargalos de percurso; valorização do redox e

genes de geração de energia,e o recrutamento para dar nova características.

O monitoramento e eficácia de testes para biorremediação são essenciais para

efeitos de eficiência e economia. Há uma forte necessidade de testar a eficácia.

A escolha de métodos em cada tecnologia requer uma análise cuidadosa. O

que é importante é obter uma melhor compreensão sobre o metabolismo e

cooperação entre as comunidades microbianas. Os estudos sobre a estrutura e

funções das comunidades microbianas em locais poluídos em diferentes

escalas espaciais e temporais e suas respostas a estímulos diferentes,

utilizando as impressões digitais da comunidade e técnicas do meio ambiente

genômico pode mostrar o caminho. É impossível restaurar todas as funções

naturais de alguns solos poluídos. Assim, a aplicação do princípio da correção

pode ser suficiente para minimizar os riscos devido à persistência e

propagação de poluentes.

excelente, mas poderia destacar mais a natureza extremamente localizada destes trabalhos, e as consequencias desta localização.

Discuta detalhadamente a figura 6.3.

O solo é o compartimento do agroecossistema considerado mais

complexo e cuja probabilidade de contaminação por agrotóxicos é a maior.

Atualmente, considera-se que a contaminação dos solos é um dos principais

problemas ambientais, podendo ser contaminado por agrotóxicos após

aplicações diretas ou, indiretamente, através de aplicações nas culturas, queda

de folhagem tratada e movimento de águas contaminadas na superfície e no

seu perfil. A avaliação do grau de contaminação do solo por agrotóxicos é de

particular importância devido à transferência destes contaminantes aos

alimentos. No ambiente edáfico, os compostos podem sofrer alguns processos

de dissipação, tais como: volatilização, lixiviação, degradação física, química

e/ou biológica, escoamento superficial, absorção pelas plantas e adsorção nos

constituintes edáficos.

Os resíduos podem interagir com as fases sólida, líquida e gasosa, e

com a porção viva do solo, isto é, com a microbiota. Estas interações

determinarão a ocorrência de diferentes processos que envolvem

transformações químicas, físicas, biológicas ou a combinações dessas

transformações. Como conseqüência, pode-se detectar ou desaparecimento do

composto, ou aparecimento de metabólitos mais ou menos tóxicos que o

produto original, ou persistência aumentada, que irão determinar a utilidade do

composto ou efeitos prejudiciais causados pela persistência mais longa do que

seria necessário para o controle ou, ainda, o transporte maior ou menor no

próprio solo.

Os processos de transformação e desaparecimento dos agrotóxicos no

solo dependem tanto das características do próprio solo, como das

características físico-químicas das substâncias, pois moléculas de peso

molecular muito alto ou elementos halogênios e/ou anéis aromáticos altamente

condensados, por exemplo, são mais persistentes. De qualquer forma, a

degradação dos compostos aplicados e sua conversão em outros produtos não

significam, necessariamente, perda da atividade biológica e, muitas vezes,

essa conversão pode resultar em produtos ainda mais tóxicos ou ativos.

Porém, reconhece-se, que a grande variedade de microrganismos

presentes no solo é potencialmente capaz de biodegradar agrotóxicos até

produtos mais simples, que podem entrar nos ciclos biogeoquímicos da

natureza, pois já se sabe que a biodegradação representa o principal processo

de degradação de agrotóxicos. Fatores ambientais, tais como temperatura,

conteúdo de matéria orgânica, acidez, umidade e tipo de solo, que influenciam

a atividade microbiana, influenciam também as taxas de degradação dos

agrotóxicos. Entretanto, reações químicas como hidrólise, por exemplo, podem

ser pré-requisitos para o ataque microbiano. Desta forma, em muitas situações,

a distinção entre processos puramente bióticos ou abióticos é difícil.

Assim, percebe-se que pode haver uma conjugação dos agentes físicos,

químicos e biológicos de transformação e os processos decorrentes da ação

desses agentes, e que resultam em degradação dos agrotóxicos, podem

ocorrer simultaneamente.

Em qualquer aplicação de agrotóxico há possibilidade de contaminação

da atmosfera, cujas moléculas podem estar no estado sólido, líquido ou

gasoso. A volatilização das moléculas do solo e da água também representa

uma fonte de contaminação da atmosfera. Por outro lado, as águas das

chuvas, formadas pela condensação e precipitação do vapor de água, também

perdem agrotóxicos, pois promovem o arrastamento de muitos destes resíduos,

presentes no ar e na poeira dispersa na atmosfera, de volta para o solo ou para

as águas.

Embora o objetivo dos agrotóxicos seja o de destruir pragas nocivas,

que danificam plantações e transmitem doenças aos animais e homem, outros

seres vivos, inclusive os humanos, têm funções fisiológicas e bioquímicas

semelhantes às espécies nocivas e são suscetíveis em graus variáveis aos

efeitos tóxicos de agrotóxicos.

A capacidade dos agrotóxicos persistirem e produzirem efeitos tóxicos

sobre a saúde humana e sobre o meio ambiente é muito variada em função

das inúmeras classes químicas existentes. No que tange ao impacto sobre

saúde humana causado por agrotóxicos, diversos fatores podem contribuir. O

impacto direto da contaminação humana por agrotóxicos ocorre por três vias:

ocupacional, ambiental e alimentar.

A via ocupacional se caracteriza pela contaminação dos trabalhadores

que manipulam essas substâncias. A via ambiental, por sua vez, caracteriza-se

pela dispersão/distribuição dos agrotóxicos ao longo dos diversos componentes

do meio ambiente. A via alimentar caracteriza-se pela contaminação

relacionada à ingestão de produtos contaminados por agrotóxicos.

A saúde das comunidades pode ser também afetada pelo uso de

agrotóxicos através de mecanismos indiretos. Um exemplo desta possibilidade

é o impacto da contaminação sobre a biota local e de áreas próximas. Ou seja,

a utilização desses agentes pode favorecer a colonização da área por espécies

mais resistentes, substituindo espécies inofensivas por outras mais perigosas

para o homem (vetores, etc.).

O uso indiscriminado de agrotóxicos leva à destruição também dos

inimigos naturais, induzindo o aparecimento de novas pragas e em muitas

situações acelerando a reincidência do ataque das pragas. Assim, o uso destes

produtos de forma mais freqüente, amplia as conseqüências do desequilíbrio

original.

1.2 – Já ouviu falar em 8 ou 80? Neste caso você está discutindo muito mais o capítulo todo do que a figura. Em vários pontos saiu completamente da figura, a tal ponto que quase que eu reduzo a nota. Leia novamente sua resposta, enquanto olha para a figura. Agora me diga se realmente o que você está comentando é a figura mesmo. Além disto, avalie se vários pontos como: “Embora o objetivo dos agrotóxicos…” realmente tem a mínima base na figura…

Discuta as duas principais linhas de pesquisa da literatura sobre o

efeito de xenobióticos sobre a microbiota do solo.

Sobre a microbiologia do solo as duas principais linhas de pesquisa

sobre o efeito dos xenobióticos são biodisponibilidade e biodegradação.

A biodisponibilidade é a fração de determinado contaminante advindo de

certa fonte, que está livre para ser absorvido. A biodisponibilidade de um

contaminante está associada a quanto o contaminante está livre pra ser

ingerido, assim, a biodisponibilidade e a concentração de determinado

composto ditam os riscos que um organismo pode sofrer.

A biodegradação ocorre quando o efluente é convertido por processos

biológicos em moléculas mais simples. A completa conversão em espécies

inorgânicas simples é chamada mineralização. A produção de um produto

menos tóxico pelo processo bioquímico é denominado destoxificação.

A suscetibilidade de compostos tóxicos a biodegradação depende das

suas características químicas e físicas. Características físicas importantes

incluem: solubilidade, hidrofobicidade (aversão a água), volatilidade e

lipofilicidade (afinidade por lipídeos). Em compostos orgânicos, certos grupos

estruturais tais como cloro, benzeno, grupos contendo nitrogênio (nitro grupos),

entre outros, oferecem resistência à biodegração.

A toxicidade varia determinantemente com a natureza química e física

do efluente, o tipo e condições das espécies expostas, e, principalmente, com o

grau e tempo de exposição.

1.2 esta resposta sim, está muito mais adequada à pergunta, sintetizando bem o que foi pedido, sem “encher lingüiça” como na maioria da resposta anterior, mas ao mesmo tempo não sendo tão sucinta que não dá para saber se realmente entendeu o que foi perguntado

Sintetize o capítulo de forma a permitir ao leitor uma noção

aprofundada do discutido.

Através de procedimentos programados, como aplicação de defensivos

agrícolas; controle das zoonozes; aterros sanitários; rejeitos industriais e

urbanos; embalagens e biossólidos agrícolas; além de deposição acidental

diversa; contaminação da atmosfera; compostos químicos sintéticos não

naturais, o solo recebe grandes quantidades de uma variedade imensa de

compostos químicos sintéticos, não existentes naturalmente no ambiente, são

denominados xenobióticos. As pragas e doenças na agricultura são

responsáveis por perdas de 30 a 40% na produção, podendo haver perda total

da produção, caso não haja controle eficaz.

Para controle de pragas se faz o uso de “cidas” = agrotóxicos. Os

pesticidas agrícolas são defensivos agrícolas de ação tóxica, tendo como

princípio agrícola os xenobióticos, desenvolvidos e fabricados para controlar e

erradicar as pestes das plantas, do homem e dos animais. Antes era usado

Brometo de etila e Aldrin, que agora foram banidos da preparação dos

xenobióticos por serem carcinogênicos, agora a composição dos pesticidas são

xenobióticos pertencentes ao grupo dos organofosforados, carbamatos e

feniluréia. Os pesticidas são aplicados sobre as plantas (culturas e plantas

daninhas) ou sobre o solo e sementes. Seus efeitos vão além do organismo

alvo (praga, patógeno), causando interferências nas plantas, na biota da parte

aérea e no solo (dissipação ou persistência) e impacto no solo.

Os xenobióticos são substâncias estranhas ao ambiente, sua aplicação

pode ser doméstica, agrícola e industrial, seus benefícios são sociais e

econômicos, exemplos: detergentes, lubrificantes, fibras, plásticos, pigmentos e

BIOCIDAS. Os xenobióticos foram responsáveis pela “revolução verde”,

movimentam 32 bilhões de dólares no mercado mundial e como problema são

poluidores, tóxicos, carcinogênicos e teratogênicos.

Os xenobióticos exercem grande impacto sobre o meio ambiente e

requerem atenção sobre biodegradação dos xenobióticos e a redução da

bioacumulação e impacto desses produtos na atividade dos microorganismos e

a intensidade de processos bioquímicos essenciais à boa qualidade do solo e

funcionamento do ecossistema.

A persistência de Xenobióticos no solo apresenta potencial de

acumulação dependente de período de uso, taxa de acumulação, freqüência de

aplicação e taxa de desaparecimento do produto. Fenômeno conhecido como

bioconcentração. Ex: DDT aplicado para controle da praga florestal

Choristoneura fumifera, foi detectado no solo ainda meio século depois.

Persistência é tido como o período em que o produto permanece no solo na

forma dissolvida na água, vaporizado no ar, adsorvido ou ocluso em partículas

minerais e orgânicas do solo. Já a dissipação é a fração do pesticida que é

degradada ou permanece no solo em formas diferentes da original do produto.

É medida pelo índice de meia vida (t1/2) no solo.

Quanto à classificação dos pesticidas estes podem ser não persistentes:

meia vida inferior a 3 meses; moderadamente persistentes: meia vida de 3 a 12

meses e persistentes ou recalcitrantes: meia vida superior a 12 meses. São

influenciados pelos fatores que as controlam.

Culturas relacionadas com uso de pesticidas e seu valor econômico:

herbicidas: representam 60% das vendas e são usados em soja, milho, cana-

de-açúcar, arroz irrigado, café, algodão, feijão, pastagens, citros e trigo,

inseticidas: 21% do volume comercializado: algodão, soja, café, milho,

tratamento de sementes de milho, feijão, batata-inglesa, citros, formigas em

geral e fumo e fungicidas: 16% do valor comercial: café, soja, batata inglesa,

trigo, feijão, horticultura, tratamento de sementes de soja, tomate envergado,

citros e tomate rasteiro. Conhecendo o tipo de cultura que pode ser utilizada

para determinado solo ou região, se tem uma idéia do pesticida utilizado e da

matéria depositada no solo.

Com todo esse conhecimento pode-se inferir sobre os riscos potenciais

desses insumos e utilizar práticas alternativas ao uso de pesticidas, tais como o

uso de cultivares geneticamente modificado para tolerância a herbicidas;

plantas resistentes às pragas, lepdópteras (expressam Bacillus thuringiensis).

Os organismos do solo respondem diferentemente aos pesticidas

causando impacto nos organismos e nos processos no solo. A população total

e os processos bioquímicos são pouco afetados por pesticidas aplicados na

dosagem recomendada, a maioria dos efeitos adversos dos pesticidas sobre os

microorganismos ou processos não é severa e os efeitos negativos são

reversíveis e não são mais severos que aqueles causados por estresses

ambientais, no entanto, certos produtos como fungicidas sistêmicos e

mercuriais inibem ou eliminam microorganismos simbióticos como rizóbio e

fungos micorrízicos. Os efeitos negativos dos pesticidas exercem pouca

influência nos processos relacionados à fertilidade do solo.

A degradação dos Xenobióticos no solo pode ser abiótica, ou seja, sem

participação de microorganismos ou de suas enzimas, ou biótica, através de

processos bioquímicos mediados direta ou indiretamente por microrganismos.

Na maioria dos casos a biodegradação é o mecanismo principal de degradação

dos xenobióticos.

As transformações sofridas pelos xenobióticos no solo pelos

microorganismos podem ser definidos pelos processos de destoxificação:

tóxico para menos tóxico; degradação: uma substância tóxica em outra mais

simples; ,mineralização: degradação completa da molécula; conjugação: o

produto se torna mais complexo quimicamente e menos tóxico e mais

recalcitrante; ativação: conversão biótica do produto não tóxico em outro tóxico

e mudança de espectro de toxicidade: quando um produto tóxico para um

organismo alvo sofre transformações gerando substâncias tóxicas para outros.

Quanto à biodegradação, os microorganismos decompositores de

xenobióticos são bactérias pertencentes a vários gêneros, fungos e clorófitas.

Alguns exemplos são as bactérias gram negativas, aeróbias, microaerófilas

fixadoras de N2 atmosférico; bastonetes gram negativos, aeróbios; bastonetes

gram negativos, anaeróbio facultativo; bastonestes e Coccus gram positivos

esporulantes; outros gram positivos não esporulantes; eucariotos (aeróbios e

heterotróficos), fungos e clorófitas (Clhorella) e protozoários e plantas.

No que diz respeito à resistência a degradação dos pesticidas, apesar

da ampla capacidade de degradar os xenobióticos, alguns são resistentes

(recalcitrantes), resistem à decomposição no solo ou apresentam taxa de

degradação muito lenta. Ex: compostos cloro aromáticos e inseticidas

organoclorados e herbicidas atrazina.

Alguns fatores afetam a biodegradação, tais como temperatura:

influenciam os processos de sorção, solubilidade e viscosidade. Processos de

degradação são máximos em temperaturas entre 24 e 35º; reação do solo

(pH): a influência do pH depende muito das condições do solo, tais como a

capacidade tampão e tipo de argila, do contaminante e das populações

degradadoras; características físicas a área de superfície e a porosidade têm

forte relação com os processos de sorção, mobilidade e disponibilidade do

xenobiótico do solo; matéria orgânica e nutrientes: teor de matéria orgânica

influencia a disponibilidade, o habibat e garante a biomassa microbiana já os

nutrientes estimulam a degradação, especialmente N e P, entre outros.

A biorremediação microbiana é definida como estratégia ou processo

que emprega microorganismos ou suas enzimas para destoxificar

contaminantes no solo ou outros ambientes, ou seja, transformam

contaminantes em formas que não oferecem riscos. As categorias dos

contaminantes do solo são, cloroalifáticos pesticidas, hidrocarbonetos

aromáticos, cloroaromáticos e aromáticos simples. Os tipos de biorremediação

do solo são passiva, bioestimulação, bioventilação, biodocumentação,

landfarming e compostagem.

As principais dificuldades para o sucesso dos tratamento biológicos de

solos contaminados são heterogeneidade, concentração do contaminante,

toxidade e persistência e condições adequadas para o crescimento microbiano.

3.6 excelente. Sugiro, no entanto, que quando for escrever um texto técnico, tente usar linguagem técnica. Em mais de um ponto a linguagem fica excessivamente “light”, e termos como agrotóxico têm alta carga pejorativa na maioria do campo da agronomia, sendo realmente preferível utilizar defensivo… evidentemente este ponto que estou levantando não se refere à resposta propriamente dita, mas ao processo geral de aprendizado.

Quais os principais fatores que controlam o destino de um

xenobiótico no solo, e como eles interagem?

O aspecto mais importante que governa o destino dos xenobióticos no

sistema solo-água é a natureza da partição entre o vapor, a solução e as

partículas do solo. Essa partição entre as fases do solo depende das

propriedades físico-químicas tanto do xenobiótico, quanto do solo, sendo a

partição e a solubilidade que determinam sua mobilidade na zona

insaturada/saturada.

A partição entre a solução e a fase sólida é determinada pela

solubilidade do composto e pelos processos de adsorção/dessorção. A partição

entre a solução e a fase sólida ou gasosa é controlada pelo processo de

volatização. A capacidade adsortiva do solo em relação ao xenobiótico é o fator

dominante no retardamento da lixiviação desses para a água subterrânea.

A biodisponibilidade do xenobiótico pode diminuir com o aumento do

tempo de contato entre o sedimento e o contaminante, fenômeno esse

conhecido como envelhecimento. Com o envelhecimento, há maior quantidade

de xenobióticos sendo retida permanentemente pelo solo, havendo evidências

de que, com maior tempo de residência no solo, os resíduos ligados tendem a

perder suas atividades biológicas, inclusive tornando-se mais resistentes à

degradação.

1 – desta vez está bem mais superficial, e não discutiu vários pontos essenciais como as características propriamente ditas do solo, como teores de argila e matéria orgânica, pH e potencial oxiredutor, tamanho e composição da microbiota, incidência anterior do xenobiótico, etc…ou seja, pegou muito nos aspectos mais gerais, e muito pouco nos específicos, que eram o ponto central da pergunta, diga-se de passagem.

De acordo com o artigo, você espera que técnicas de

biorremediação possam ser consideradas como pacotes fechados, sem

necessidade de adaptação local?

Não, o processo de biorremediação depende do potencial metabólico de

microorganismos para desintoxicar ou transformar a molécula de poluentes,

que depende da acessibilidade e biodisponibilidade, isso, quanto à

biodisponibilidade, ou seja, a fração de poluentes que está disponível para os

microorganismos. Para se obter elevado rendimento no processo, é necessário

se determinar quais são as condições que favorecem a atividade microbiana,

como por exemplo: teor de nutrientes elevado, tempo de retenção, atividade

enzimática, temperatura, pH, e inóculo aclimatado ao meio tóxico, sendo assim

capaz de tratá-lo adequadamente. A partir dessas tecnologias que estão em

diferentes estágios de desenvolvimento em termos de experimentação e

aceitação, a escolha da opção técnica pode ser feita considerando vários

fatores que incluem a classe de contaminantes orgânicos e os custos de

operação.

0.5 – muito superficial, e não justifica adequadamente sua resposta, a meu ver. O ponto central é que há uma quantidade maciça de interações envolvidas no processo, incluindo composição e adaptação dos organismos a serem introduzidos ao solo, ambiente e microbiota nativa/naturalizada, o que que exige estudos localizados, para avaliar se o “pacote tecnológico” é adaptado àquelas condições específicas.

Qual a conclusão da maioria dos trabalhos sobre o efeito de

pesticidas bem manejados sobre a microbiota do solo? Discuta.

Atualmente é crescente o interesse sobre as sobras e desperdícios

generalizados de agrotóxicos, principalmente no que se refere ao destino

destes resíduos na natureza.

A falta de informação parece ser o maior efeito dos pesticidas sobre o

meio ambiente. Desenvolvidos para terem ação biocida, são potencialmente

danosos para todos os organismos vivos, todavia, sua toxicidade e

comportamento no ambiente variam muito. Esses efeitos podem ser crônicos

quando interferem na expectativa de vida, crescimento, fisiologia,

comportamento e reprodução dos organismos; e/ou ecológicos quando

interferem na disponibilidade de alimentos, de habitats e na biodiversidade,

incluindo os efeitos sobre os inimigos naturais das pragas. Sabe-se que há

interferência dos inseticidas sobre a dinâmica dos ecossistemas, como nos

processos de quebra da matéria orgânica e de respiração do solo, ciclo de

nutrientes e eutrofização de águas. Pouco se conhece, entretanto, sobre o

comportamento final e os processos de degradação desses produtos no meio

ambiente. A maior parte dos agrotóxicos utilizados acaba atingindo o solo e as

águas, principalmente pela deriva na aplicação, controle de ervas daninhas,

lavagem das folhas tratadas, lixiviação, erosão, aplicação direta em águas para

controles de vetores de doenças, resíduos de embalagens vazias, lavagens de

equipamentos de aplicação e efluentes de indústrias de agrotóxicos.

0 – veja a pergunta. Estou perguntando especificamente sobre uso adequado de defensivos, portanto nada do que você falou se aplica… novamente lembro que é importante usar linguagem técnica, não de seção de meio ambiente de um jornal. Você tem todo o direito a sua opinião pessoal, mas recomendo fortemente que a mantenha muito bem separada de uma posição técnica, o que não me pareceu ser o caso em várias de suas respostas.

Sintetize o artigo.

Qualquer substância indesejada introduzida no ambiente é referido como

um "contaminante". Cada ano, cerca de 1,7 de 8.800.000 toneladas métricas

de petróleo é liberado para a água do mundo. Mais de 90% dessa poluição de

óleo está diretamente relacionada à acidentes devido a falhas humanas e

atividades, incluindo deliberada eliminação de resíduos.

Os pesticidas são regularmente utilizados na produção agrícola em todo

o mundo. Em muitos casos, os efeitos ambientais desses produtos químicos

superam os benefícios para os seres humanos e exigem a necessidade de sua

degradação após a utilização prevista. A transformação microbiana pode ser

impulsionado por necessidades de energia, ou a necessidade de desintoxicar

os poluentes.

Quanto a biodisponibilidade, ou seja, a fração de poluentes que está

disponível para os microorganismos, o processo de biorremediação depende

do potencial metabólico de microorganismos para desintoxicar ou transformar a

molécula de poluentes, que depende da acessibilidade e biodisponibilidade.

Depois que entram no ambiente do solo, os poluentes rapidamente ligam-se

para o mineral e a matéria orgânica (fases sólida) através de um conjunto de

medidas físicas e processos químicos.

Assim, as generalizações sobre os efeitos do envelhecimento sobre a

sorção-dessorção comportamento de diferentes produtos químicos orgânicos

são difíceis de alcançar. Alguns questões pertinentes que devem ser

considerados incluem: biodisponibilidade e toxicidade das moléculas e os seus

resíduos em solos, protocolos padronizados para diferentes poluentes e seu

uso em os locais, e avaliação de remobilização de poluentes durante o período

de pós-remediação.

Aplicação de surfatantes para solos contaminados tem sido utilizada

como um dos as estratégias de tratamento para aumentar a transferência de

massa de hidrofóbicas contaminantes orgânicos. O surfatantes são moléculas

anfílicas que contêm hidrofílica e metades hidrofóbicas; grupos hidrofílicos

pode ser aniônicos, catiônicos, iônica, e não iônico.

No entanto, a aplicação in situ de surfatantes para aumentar a

biodisponibilidade dos poluentes orgânicos persistentes exige planejamento

cuidadoso e seleção com base na informação prévia sobre o destino eo

comportamento do surfatante e do poluente alvo. É necessário ter cuidado para

evitar a contaminação de águas subterrâneas através de lixiviação e

conseqüente toxicidade para os microorganismos. Assim, uma boa estratégia

será a de selecionar as bactérias que são capazes de não só catabolizante o

contaminante alvo, mas também a produção de surfatante.

A diversidade metabólica dos microrganismos viáveis para a degradação

de poluentes orgânicos podem ser insuficientes para proteger a terra do

poluição antropogênica. Isto é principalmente devido aos produtos químicos

recalcitrantes com elementos estruturais ou substituinte, que raramente

ocorrem na natureza. O potencial de degradar os poluentes orgânicos varia

entre microbiana

grupos ou guildas diferentes (grupo de espécies que exploram a mesma classe

dos recursos ambientais de forma similar) e é dose-dependente.

Abordagens de biorremediação são geralmente classificados como in

situ ou

ex situ. Em biorremediação in situ envolve tratar o material contaminado

no local, enquanto ex situ envolve a remoção do material contaminado

a ser tratada em outro lugar. Em biorremediação in situ pode ser descrito como

o processo pelo qual são poluentes orgânicos biologicamente degradados em

condições naturais, quer de carbono dióxido de carbono e água ou um produto

de transformação atenuada.

Essa transformação e os processos de imobilização são em grande

parte devido à biodegradação por microrganismos e até certo ponto pelas

reações com produtos químicos de ocorrência natural e sorção em os meios de

comunicação geológica. A aceleração do volume de negócios microbiana de

poluentes químicos em geral depende da fonte de carbono, nutrientes, como N

e P,

temperatura, oxigênio disponível, o pH do solo, potencial redox, e do tipo

e concentração de poluentes orgânicos em si. Para estimular a degradação

microbiana, nutrientes na forma de fertilizantes (solúveis em água (por

exemplo, KNO3, NaNO3, NH3NO3, K2HPO4 e MgNH4PO4) libertação lenta

(por exemplo, customblen, IBDU, max-bac), e oleophilic (Por exemplo, Inipol

EAP22, F1, MM80, S200)) são adicionados.

Muitas vezes, a resposta biológica fica para trás, até semanas ou

meses,

nos locais poluídos, sem histórico de exposição. A "ativação do solo, 'a

conceito que se baseia na produção de biomassa a partir de uma fração

de um solo contaminado eo uso subsequente como um inóculo para

bioaumentação para o mesmo solo foi tentada por Otte et al. (1994)

pela degradação do PCP e PAHs. A maioria dos biossurfactantes são

aniônicos ou não-iônicos, a estrutura é uma característica do microrganismo de

produzir o surfactante sob a condições específicas de crescimento.

Microorganismos respondem diferentemente a diversos tipos de

estresses

e ganho de aptidão no ambiente poluído. Este processo pode ser acelerada

através da aplicação de técnicas de engenharia genética.

Tecnologias de biorremediação com base nos princípios da

bioestimulação

bioaumentação e compostagem. A partir dessas tecnologias que estão em

diferentes estágios de desenvolvimento em termos de experimentação e

aceitação, a escolha da opção tecnológica pode ser feita considerando vários

fatores que incluem a classe de contaminantes orgânicos e os custos de

operação. Sebate et al. (2004) propuseram um protocolo para biotreatability

ensaios em duas fases, para a aplicação bem sucedida de biorremediação

tecnologia. Tradicionalmente, a prática da compostagem é destinada a reduzir

volume e conteúdo de água dos resíduos vegetais, para destruir patógenos, e

para remover o odor de produção de compostos. Esta tecnologia é agora

aplicados para o tratamento poluição do solo ou sedimentos de duas formas

principais como uma tecnologia híbrida de biorremediação para o tratamento

de orgânicos hidrofóbicos.

Efeitos de poluentes sobre o crescimento de plantas são a concentração

dependente e diferentes espécies de plantas respondem de forma diferente.

Baixas doses de poluentes pode aumentar o peso de plantas, enquanto altas

doses pode inibir, um fenômeno designado «hormese". Em geral, as plantas

pode promover a dissipação de poluentes orgânicos por imobilização, remoção

e promoção de degradação microbiana. Monitoramento e eficácia de testes

para biorremediação são essenciais para efeitos de eficiência e economia.

Pesquisas consideráveis sobre poluentes químicos agora fornecer o

corpo de conhecimentos necessário para compreender a sua recalcitrância e

natureza tóxica. Com esta informação útil, os decisores políticos têm para

decidir se é necessário remediação e prática. Regulamentações que limitam o

descarte de produtos químicos e escalada dos custos dos tratamentos físicos e

químicos fazem

tecnologias de biorremediação mais atraente. Maior uso de biorremediação

tecnologias desejos novos regulamentos governamentais que risco incluem

critérios baseados em tratamentos de limpeza. Cada estratégia de processo de

biorremediação tem certas vantagens e desvantagens específicas, que

precisam ser considerados para cada situação. Fatores que limitam a eficiência

da degradação microbiana de compostos orgânicos poluentes são numerosos.

Além da biodisponibilidade do poluente própria temperatura, baixa, condições

anaeróbicas, os baixos níveis de nutrientes e co-substratos, a presença de

substâncias tóxicas, e as fisiológicas potencial de microorganismos são

particularmente importantes em

os locais poluídos). A resposta biológica aos poluentes ambientais varia dentro

de uma guilda microbiana (Ramakrishnan et al., 2010), ea presença de co-

contaminantes podem obter respostas variável). A escolha da métodos em

cada tecnologia requer uma análise cuidadosa. O que é importante agora é

obter uma melhor compreensão sobre o metabolismo cooperação entre as

comunidades microbianas. Os estudos sobre a estrutura e funções das

comunidades microbianas no poluído locais em diferentes escalas espaciais e

temporais e suas respostas a

estímulos diferentes, utilizando as impressões da comunidade e meio ambiente

técnicas de genômica pode mostrar o caminho. É impraticável para restaurar

todas as funções naturais de alguns solos poluídos (remediação

multifuncional). Assim, a aplicação do princípio da função dirigida correção

pode ser suficiente para minimizar os riscos devido à persistência e

propagação de poluentes.

1.5 – comentário adequado, mas relativametne superficial, a meu ver.

Descreva em poucas palavras como você tentaria avaliar a

degradação co-metabólica in vitro, visando eventual uso prático para

descontaminação de um solo.

“In vitro” o co-metabolismo pode ser avaliado pela taxa de degradação

do substrato (xenobiótico) em relação ao tempo. Podemos também fazer testes

bioquímicos primários como catalase e oxidase, por exemplo. Deste modo,

aqueles organismos com maior capacidade de degradação de xenobióticos em

menor tempo são preferíveis e possíveis candidatos a utilização prática na

descontaminação de solo. Os organismos que realizam co-metabolismo não

aumentam sua população com a degradação do xenobiótico, ou seja, o co-

metabolismo não resulta em produção de energia ou fornecimento de carbono

para o microrganismo. Alguns métodos como degradação de corantes (índigo;

RBBR; azul de bromotimol) e cromatografia gasosa ou líquida podem ser

utilizados para avaliar a taxa de degradação proporcionada pelos

microrganismos. Portanto, microrganismos que possuam maior taxa de

degradação são promissores para uso em campo visto que terão maior

capacidade de degradação enquanto que sua população permanece

praticamente constante.

A degradação co-metabólica é desempenhada por um tipo específico de

microrganismo. Neste processo o microrganismo não se beneficia da utilização

do substrato xenobiótico para ganho de energia ou para seu crescimento.

Contrariamente, o co-metabolismo é um processo indesejado para os

microrganismos visto que ocorre com gasto de energia (NADH) e produção de

metabólitos que podem beneficiar outros tipos de microrganismos.

Desta forma, a seleção de microrganismos para biorremediação de

xenobióticos em campo deve atender aos requisitos de que estes

microrganismos tenham maior capacidade de degradação em menor tempo,

possuam maior capacidade de obtenção de energia de outros substratos e

microrganismos que produzam maior quantidade de enzimas responsáveis

pelo co-metabolismo, como as oxigenases, são preferíveis, visto que estes

microrganismos tendem a não aumentar sua população com a utilização dos

xenobióticos. Principalmente, a escolha dos microrganismos deve levar em

consideração sua aptidão de crescimento e atuação nas condições físicas,

químicas, biológicas e nutricionais do ambiente em que visa sua introdução.

2 – ok, mas poderia ter sido um pouco mais detalhado

Discuta detalhadamente a figura 6.3

Nesta figura são demonstrados alguns efeitos e processos que afetam a

persistência, destino e os impactos que os xenobióticos podem ocasionar

quando introduzidos no ambiente, avaliando assim, a interação que os

xenobióticos apresentam na biota e na fase mineral do solo.

Os xenobióticos quando aplicados no solo são dissipados, de modo

geral, corresponde ao desaparecimento do composto original devido a

processos como mineralização, degradação, formação de complexos com

outros compostos, absorção e transporte. E a intensidade ou a quantidade do

xenobiótico que segue um destes caminhos de dissipação pode resultar em

maior impacto ambiental resultando em problema de saúde pública.

Quando o xenobiótico é aplicado sobre as plantas ou diretamente no

solo a sua dissipação pode ocorrer dentro do solo ou sair deste sistema.

Saindo do sistema do solo o xenobiótico pode ser volatilizado ou

fotodecomposto além de ser absorvido pelas plantas e biota do solo. Na

absorção pelas plantas e biota, os xenobióticos são conhecidos pela sua

característica de biomagnificação podendo atingir o homem por diversas rotas.

Os xenobióticos dependendo das condições do solo (textura, relevo

etc.), precipitação pluvial e tipo de cultura (culturas mais densas ou não) podem

ser perdidos por processo de erosão, quando adsorvidos nas partículas,

alcançando corpos d´água acarretando, assim, em risco para saúde pública

devido a possibilidade de entrar na cadeia alimentar.

O xenobiótico quando aplicado no solo pode persistir devido a reações

químicas incluindo sorção e retenção no húmus. Quando neste compartimento

ele pode ser lixiviado alcançando lençol freático ou devido a sua atividade

química que implicará mudanças no ecossistema e impactos ambientais.

Os organismos do solo são responsáveis pela biodegradação dos

xenobióticos. Neste processo biológico o xenobiótico é metabolizando sendo

decomposto em substâncias mais simples. Às vezes estas substâncias são

mais tóxicas do que o produto inicial, sendo que estas podem alcançar os

corpos d´água influenciando em diversas atividades no ecossistema e

resultando em impactos ambientais, bioacumulação e riscos a saúde pública.

De forma geral, o principal controlador das vias que o xenobiótico

utilizará para sua dissipação pode ser atribuído a estrutura química da

molécula, suas características funcionais e a quantidade e freqüência de

aplicação influenciando a concentração na solução e persistência no ambiente.

1.2 – excelente, em particular pela combinação de detalhamento e atenção específica à figura da questão, sem sair pela tangente com outros materiais e generalidades.

Diferencie biodegradação metabólica e co-metabólica. Considere

em particular o nível de complexidade ecológica normalmente encontrado

em solos, e discuta qual dos dois mecanimos é provavelmente mais

importante em condições naturais.

A biodegradação metabólica consiste na degradação do poluente e sua

utilização na obtenção de energia e/ou carbono que favorece o crescimento da

população microbiana, no entanto o co-metabolismos é justamente o contrário,

ou seja, no co-metabolismo não ocorre aumento da população microbiana e

além disso, o processo de degradação dos poluentes ocorre com consumo de

co-fatores reduzidos (NADH) ou com produção de metabólitos para

competidores, fato que se torna indesejado para uma população de indivíduos.

Em condições naturais o mecanismo que, provavelmente seja mais importante,

é o co-metabolismo. O solo é composto por uma diversidade tão grande de

microrganismos que se estima que menos de 1% dessa diversidade foi

identificada. Sendo assim, a atuação de diferentes organismos na degradação

de uma substância é mais provável do que todo o processo sendo realizado

somente em um indivíduo (metabolismo), ou célula. Por exemplo, a

biorremediação é um processo que utiliza organismos com alta capacidade de

degradar poluentes, em geral, estes organismos são espécies altamente

seletivas que possuem elevado potencial para degradação de determinado

poluente, contudo isto não implica que toda a molécula do poluente foi

degradada por este mesmo microrganismo, na maioria dos casos ela sofre

perdas de grupos funcionais, alterações nas suas estruturas, transformações

em produtos menos tóxicos etc. não sendo assim, totalmente destruída por um

organismos, o que torna necessário a atuação de outros microrganismos para

realização desta tarefa. Além disso, o co-metabolismo abrange vários

organismos de forma individual ou em cadeia trófica, envolvendo mecanismos

diferentes de degradação enzimáticas dos poluentes. Segundo Mereira e

Siqueria (2006) a diversidade de mecanismos bioquímicos que estão

envolvidos na degradação dos xenobióticos, constitui a razão pela qual este

mecanismo é a principal via de degradação destas substancias.

1,2 - excelente

Como o aumento no uso de transgênicos pode se relacionar com a

microbiota do solo em função de xenobióticos? Devemos esperar

respostas semelhantes independentemente do transgênico de que

estamos falando?

Os transgênicos, em especial as plantas, possuem a capacidade, ou, foi

introduzida a capacidade de resistir à ação tóxica de substância xenobióticas.

Neste caso algumas plantas transgênicas podem ser tratadas para o controle

de plantas daninhas, por exemplo, pelo uso de grande quantidade de

herbicidas diretamente em cima destas ou em área total no campo. Desta

forma, como a ação do herbicida não afeta a planta de interesse, somente a

daninha, pode se utilizar uma maior quantidade do produto, fato que em

condições de culturas susceptíveis não iria acontecer, e assim maior

quantidade do xenobiótico irá derivar para o solo. No entanto, o uso de

transgênicos também pode diminuir a utilização de xenobióticos quando estes

possuem genes que produzem substâncias tóxicas ao ataque de pragas, por

exemplo, o milho bt. Sendo assim, a utilização de xenobióticos, inseticidas,

seria menor e diminuindo assim, a sua deriva para o solo.

A utilização contínua de um xenobiótico pode favorecer a população de

microrganismos que sejam tolerantes a estes em detrimento daqueles que não

o são. Este favorecimento também pode ser devido a alguns microrganismos

possuírem a capacidade de utilizar os xenobióticos como fonte de energia e

carbono, fato que talvez não possa ser evidenciado em outros organismos.

Sendo assim, o aumento do uso de um xenobiótico pode favorecer o aumento

da população de certos microrganismos que são resistentes ao seu efeito

biocida e são capazes utilizar estas substancias como fonte de energia e

carbono, enquanto que outros organismos são prejudicados por serem

susceptível a ação tóxica desses produtos ou realizam o co-metabolismo

destes xenobióticos. Portanto, a microbiota do solo pode ser bastante

modificada pela utilização excessiva dos xenobióticos, aumento a população de

alguns microrganismos e diminuindo a de outros ou pela perda da diversidade

de microrganismos devido à seleção de microrganismos resistentes a

determinado poluente.

1,2 – excelente. Captou exatamente o ponto que tentei levantar com a pergunta. Só faltou frisar mais um pouco ainda que os efeitos serão diferentes para cada tipo de transgênico

Discuta a tabela 2 do artigo

Nesta tabela são citados os principais fatores que afetam a degradação

dos xenobióticos quando presentes no meio (solo e água). Fatores como

conteúdo de água estão relacionados com o transporte dos poluentes e de

seus subprodutos degradados, além de que, se não houver umidade os

processos metabólicos são levados a níveis muito baixos não contribuindo,

assim, para a degradação do poluente. De forma geral, os microrganismos têm

seu máximo de atividade com o solo próximo da capacidade de campo e

distante do ponto de murcha permanente, o que proporciona umidade e boa

aeração no solo, condição ótima, principalmente, para microrganismos

aeróbicos. A temperatura e pH estão grandemente associados com a atividade

da comunidade microbiana do solo. Baixa temperatura e pH reduzem a

atividade catabólica dos microrganismos e assim a degradação dos

xenobióticos. O potencial redox do meio é de suma importância, pois, consiste

na concentração e taxa de doadores e aceptores de elétrons os quais são

necessários para a realização da degradação, o qual ocorre por reações de

oxirredução. A biodisponibilidade do poluente é um dos fatores que mais

afetam a degradação dos poluentes, visto que, se os microrganismos não

entram em contato com as substâncias poluentes ela não pode ser degradada.

A biodisponibilidade é afetada principalmente pela solubilidade, volatibilidade,

tamanho da partícula, sorção e oclusão do poluente. A matéria orgânica pode

prejudicar a degradação dos poluentes devido à promoção da oclusão destes,

o que os torna indisponíveis para o ataque microbiano. Os nutrientes do solo

são de vital importância para a degradação visto que, mesmo que os

organismos consigam obter alguns elementos para seu crescimento dos

poluentes, estes não suprem suas necessidades metabólicas, sendo assim, é

necessário uma fonte externa de nutrientes que favoreça o “turnover”

microbiano e, consequentemente, favoreça a degradação de xenobióticos. Co-

substratos auxiliares permite a realização da degradação co-metabólica dos

microrganismos, ou seja, a que ocorre somente com gasto de energia e os

subprodutos da degradação dos poluentes não são utilizados pelo

microrganismo que o degradou. Co-contaminante influenciam a

biodisponibilidade podendo aumentar ou diminuir a biodegradação e, por

último, a comunidade microbiana, temos que a quantidade de indivíduos e

espécies microbianas que são capazes de degradar os poluentes determinam

a taxa de degradação destes no solo.

1,2 - excelente

Sintetize o artigo

No artigo são feitas diferentes abordagens sobre os poluentes orgânicos.

A utilização da remediação de locais contaminados utilizando os métodos

convencionais físico-químicos é um desafio tanto econômico quanto técnico,

explica os autores. Biorremediação de xenobióticos pelo uso da capacidade

dos microrganismos em remover poluentes é uma técnica promissora,

relativamente eficiente e com custo benefício. O artigo tem a proposta de

prover uma visão crítica na falta de conhecimento e nas limitações da aplicação

em campo da biorremediação e fazer uma abordagem dos métodos de

compostagem, eletrobiorremediação e fitorremediação por micróbios e a

utilização de sondas e ensaios para testar e monitorar a eficiência da

biorremediação de locais poluídos.

Qualquer substância não desejada introduzida no ambiente é referida

como poluente. Os poluentes podem ser causados pelo homem ou mesmo ser

natural. Em relação à era pré-industrial, a industrialização e uso intensivo de

substâncias químicas petróleo, hidrocarbonetos (alifáticos, aromáticos,

benzeno, tolueno etc.), hidrocarbonetos clorados como (PCBs), compostos

organofosforados, solventes pesticidas, e metais pesados tem contribuído para

a poluição do ambiente. Os autores citam que mais de 90% da poluição com

óleo é causada por falhas humanas e deposição deliberada. Alguns poluentes

como PAHs são altamente tóxicos e mutagênicos até mesmo para os

microrganismos. A transformação microbiana pode ser dirigida pela

necessidade de energia, ou a necessidade de destoxificação dos poluentes ou

pode ser casual na natureza (co-metabolismo). Devido à grande capacidade

dos microrganismos de estarem presentes em todos os lugares, seu grande

número e biomassa, além de diversidade e capacidade dos seus mecanismos

catabólicos são razões para a grande busca destes organismos para

degradação de poluentes. A biorremediação, que é definido como um processo

que usa microrganismos, plantas verdes ou suas enzimas para o tratamento de

locais poluídos para recuperação da sua condição original tem considerável

força e certas limitações.

A biorremediação é um processo que depende a sua ação da presença

do xenobiótico em forma biodisponível e acessível para que ocorra o ataque

microbiano. Um dos problemas é que quando os poluentes entram no solo eles

são rapidamente ligados com os minerais do solo. Os mecanismos de sorção,

precipitação e complexação consistem nas reações que os poluentes sofrem

quando no solo. A habilidade do solo em dessorver os poluentes deixando os

disponíveis para o ataque microbiano é um grande fator na influência do

processo de biorremediação. A sorção que influencia a biodisponibilidade de

um contaminante é um fator crítico que é pouco estudado no processo de

biorremediação. Além disso, os autores comentam que a biodisponibilidade é

espécie específica, ou seja, existem espécies específicas de microrganismos

capazes de dessorver e degradar certos poluentes. A solubilidade, volatilidade

e reatividade dos poluentes orgânicos é muito variável e estes fatores irão

influenciar na biodisponibilidade dos poluentes no solo e água. O seqüestro dos

poluentes no decorrer do tempo pode ser devido ao contato e interação do solo

com a molécula poluente. Fatores como matéria orgânica, CTC, volume de

microporos, textura do solo e área de superfície afetam o seqüestro de

poluentes no solo.

A utilização de surfactantes no solo tem sido uma estratégia para

aumentar a quantidade de contaminantes orgânicos hidrofóbicos que podem

ser alvo de microrganismos. Os surfactantes são moléculas ampifílicas que

contêm partes hidrofóbicas e outras hidrofílicas; os grupos hidrofílicos podem

ser aniônicos; catiônicos; aniônicos-catiônicos ou não-aniônicos. A

solubilização de contaminantes hidrofóbicos é atribuída à incorporação da

molécula dentro de núcleos hidrofóbicos das micelas na solução. Por exemplo,

já é descrito que os surfactantes possuem grande efeito na solubilização de

PAHs no solo devido o aumento da sua mobilização e assim degradação. A

baixa toxidade para humanos, animais e plantas, a baixa adsorção para o solo,

a baixa dispersão no solo, e a baixa superfície de tensão determinam a seleção

do surfactante para aplicação no campo. Se o surfactante for tóxicos aos

microrganismos ele pode evitar a biodegradação dos poluentes, portanto um

fato indesejado. Os surfactantes podem ser naturais, como é o caso de ácidos

húmicos, o que é preferível aos químicos devido sua maior degradabilidade,

menor toxidade e aceitação. Os surfactantes também são produzidos pelos

próprios microrganismos. Contudo, para a aplicação dos surfactantes in situ

deve ser feita com cuidado e planejamento sabendo se o efeito e

comportamento do surfactante sobre os poluentes. Prevenindo assim, a

contaminação de água subsuperficial e toxidade para os microrganismos. Uma

boa estratégia é a seleção de bactérias com ambas as capacidades de

degradar poluentes e produzir surfactantes.

O consórcio de microrganismos de diferentes taxas ecológicos que são

conhecidos por degradarem os diversos poluentes e respondem em diferentes

estímulos do ambiente são desejáveis do que somente um único isolado para a

biodegradação. Os autores citam que as abordagens reducionistas para o

estudo dos processos de biodegradação vêm sendo bastante úteis para o

entendimento de genes individuais, enzimas e organismos, mas as abordagens

de sistemas biológicos são necessárias para examinar a complexa rede

metabólica e interações regulatórias mesmo dentro de um único organismo. A

biodegradação no ambiente vai além do sistema completo de uma única célula,

onde o sistema é extremamente complexo envolvendo múltiplos componentes

bióticos e abióticos.

A biorremediação de poluentes pode ser in situ ou ex situ. A

biorremediação in situ corresponde ao tratamento do poluente no mesmo local

enquanto a ex situ é realizada pela retirada do material e seu tratamento em

outro lugar. A degradação in situ é um processo em que os poluentes

orgânicos são degradados em condições naturais para dióxido de carbono e

água ou em um produto atenuado. Este processo tem baixo custo, baixa

manutenção, é “ambientalmente amigável” e sustentável para a limpeza de

locais poluídos. A biorremediação in situ é preferível a ex situ, pois, depende

essencialmente do metabolismo microbiano. Na literatura são conhecidos três

tipos de tratamento in situ: (i) bioatenuação; (ii) bioestimulação e (iii)

bioaumentação.

A bioatenuação corresponde à transformação do poluente em uma

forma menos danosa ou imóvel. O processo de atenuação natural é específico

para cada contaminante com uma espécie de microrganismos. A

bioestimulação corresponde à aceleração do “turnover” microbiano de

poluentes químicos que geralmente depende do suprimento de carbono. Já a

bioaumentação consiste na aplicação de microrganismos selecionados em

áreas com histórico do poluente sendo introduzidos em áreas recentemente

contaminadas.

Os autores citam que uma estratégia para a biorremediação in situ pode

ser a combinação, em uma única linhagem de bactéria ou num consortium de

bactérias das habilidades de degradação com características genéticas que

promovam vantagens em um dado ambiente.

A bioaumentação tem sido alvo de controvérsia devido a sua baixa

eficiência, competitividade e adaptabilidade em relação as espécie previamente

existentes no ambiente. Os autores citam o caso de bactérias degradadoras de

PCBs que apresentaram ótima resposta “in vitro”, mas não no campo. A

bioaumentação também é indesejada, pois, introduz espécies alienígenas em

determinado ambiente.

A utilização de microrganismos geneticamente modificados também esta

sendo alvo de intensas pesquisas, principalmente, para que eles possuam

mecanismos de suicídio. A maior barreira da introdução de microrganismos

para a biorremediação é a falta de conhecimento das interações destes

organismos com a comunidade biológica do solo e ao baixo controle da

expressão dos genes catabólicos nos microrganismos geneticamente

modificados.

As tecnologias de biorremediação baseadas nos princípios de

bioestimulação e bioaumentação incluem “bioventing”, landfarming, bioreatores

e compostagem.

A eletrobiorremedição consiste numa tecnologia híbrida de

biorremediação e eletrocinética para o tratamento de compostos hidrofóbicos.

Este método envolve a passagem de corrente elétrica entre eletrodos pelo solo.

A fitorremediação assistida as plantas podem promover a imobilização

dos poluentes e promover a degradação microbiana. Alguns compostos podem

ser absorvidos e liberados pelas folhas para a atmosfera por evapotranspiração

ou acumulada nos tecidos das plantas ou degradada por processos

enzimáticos.

Os autores concluem que a utilização de biorremediação em ampla

escala necessita de aprovação do governo incluindo critérios de risco nos

tratamentos de limpeza. A resposta biológica para os poluentes ambientais

variam com o grupo de microrganismos utilizados no tratamento. A restauração

completa de um sítio contaminado não é prático e é antieconômico, então estas

práticas devem ser utilizadas para diminuir os riscos de contaminação gerado

pelos poluentes.

2 - excelente, mas poderia ter aproveitado para discutir mais um ponto levantado repetidamente pelos autores que é a necessidade de estudos localizados. Veja que repetidamente eles afirmaram que aqui aconteceu isto, com estes organismos e este produto, acolá aconteceu aquilo, ou que esta e aquela e mais aquela outra característica afeta isto de forma variável em função disto e daquilo mais

Sintetize o capítulo de forma a permitir ao leitor uma noção

aprofundada do discutido

Em síntese o capítulo trata sobre a conceituação das moléculas

químicas denominadas xenobióticas abordando seu comportamento no solo

bem como o seu destino. O capítulo aborda os mecanismos de degradação

destas substâncias e, por último, dá ênfase nas técnicas de biorremediação

microbiana no solo.

Os xenobióticos são compostos químicos sintéticos, os quais em

condições ambientes normais não são encontrados no meio. Estas substâncias

podem estar ligadas a vários produtos de uso comum como detergentes,

lubrificantes, fibras, plásticos, e principalmente no meio rural os biocidas

(herbicida, inseticida, fungicida etc.). Estes compostos são perigosos, em

muitos casos, para o homem, pois, podem ter efeito tóxico, carcinogênico e/ou

teratogênico, sendo que os xenobióticos utilizados na agricultura os que

possuem maior destaque nas questões ambientais e de segurança alimentar.

Os pesticidas, xenobióticos de uso agrícolas, são utilizados em grande

escala no mundo, sendo utilizados para controle de plantas invasoras, insetos

etc. Os principais xenobióticos são os pesticidas pertencentes ao grupo dos

organofosforados, carbamatos e feniluréias. A utilização de culturas

geneticamente modificadas, em alguns casos, aumenta o uso de pesticidas

como é o caso da soja resistente ao glifosato, mas em outros diminuem seu

uso como é o caso de plantas resistentes ao ataque de pragas lepidópteras, as

que possuem o gene para produção de toxina proveniente do Bacillus

thuringiensis. Estima se que sejam consumidos aproximadamente 10 milhões

de toneladas de ingredientes ativos de herbicida. Isto torna se um problema,

visto que, as substâncias xenobióticas não são degradadas com a mesmo

rapidez que as substâncias de origem biogênica, fato que pode ocasionar

impactos no sistema do solo e ecossistema.

Os pesticidas são aplicados geralmente nas plantas, ocorrendo sua

deriva para o solo, ou diretamente no solo. Estes compostos que atingem o

solo interagem com a fase mineral do solo e com a biota sofrendo alterações

químicas que determinam a sua dissipação ou persistência no ambiente. A

persistência corresponde ao tempo em que a molécula pode ser encontrada no

solo seja adsorvida, em solução, ocluso em partículas orgânicas ou minerais

etc. Já a dissipação corresponde ao desaparecimento ou degradação do

xenobiótico no solo podendo abranger processos como mineralização,

degradação, formar complexos com outros compostos, absorção e transporte.

Sendo, geralmente, avaliada pelo índice de meia-vida (t1/2) e avaliada por

análise de cinética de primeira ordem, pela equação: C=C0 E-kt .

A degradação dos produtos iniciais nem sempre é melhor, pois, pode

gerar metabólitos tão ou mais tóxicos que a molécula original. Exemplos são o

fungicida clorotalonil, o herbicida atrazina e o inseticida paration. É importante

notar que o mecanismo de dissipação não representa, de forma geral, o

comportamento e destino dos pesticidas, devido que, as interações entre os

pesticidas e o meio são mais complexas do quê poucos mecanismos de

degradação, perda e imobilização no solo e pelos organismos deste. Os

xenobióticos podem ser absorvidos por diversos organismos que entrem em

contato com ele e entrar na cadeia trófica do ecossistema, sendo que estes são

cumulativos com o aumento do nível trófico, fato conhecido como

biomagnificação. No ambiente eles ainda podem ser perdidos por

fotodegradação, volatilização ou ocorre transformações químicas. No entanto,

a biodegradação corresponde à principal via de desaparecimento da maior

parte dos xenobióticos do solo. A quantidade do xenobiótico na solução do solo

é função, principalmente, do comportamento da sua molécula, da sua

persistência, taxa de degradação e efeitos nos componentes do ambiente. O

coeficiente de sorção ou partição (CP ou Kd) fornece a relação entre a

quantidade do composto retirada das frações do solo e a em solução, ou seja,

a quantidade que foi adsorvida nas partículas do solo e a em solução. De forma

geral, quanto maior o CPoc, maior a lipofilicidade da molécula, portanto, maior

retenção e menor mobilidade no solo. Estas características possuem riscos

adversos, pois a menor retenção pode favorecer a degradação mais também a

lixiviação, enquanto a maior retenção pode favorecer o acumulo no solo e risco

em longo prazo. Os pesticidas podem ser classificados em: (a) não

persistentes – meia vida inferior a 3 meses; (b) moderadamente persistentes –

meia vida de 3 a 12 meses e (c) persistente ou recalcitrantes – meia vida

superior a 12 meses. De forma geral, a persistência é conseqüência da baixa

taxa e hidrólise abiótica, baixa resistência a degradação biológica, baixa

volatilização, baixa mobilidade e elevada partição no solo. Um dos problemas

dos xenobióticos de alta persistência é a sua capacidade de bioconcentração, o

que resulta na transferência pela cadeia trófica. Este fato é favorecido por

características químicas do xenobiótico como: alta massa molecular, baixa

solubilidade em água, baixa ionização e baixa degradabilidade.

Conhecidamente com estas características temos as moléculas denominadas

de compostos orgânicos poluentes permanentes (POPs), sendo os mais

conhecidos (DDT, Aldrin, Clordane, Heptacloro, Toxafene, Dioxinas, Furanos e

PCBs).

A aplicação de pesticidas no solo proporciona diversos efeitos sobre a

biota e os processos do solo, sendo tema de estudo aprofundado pela

microbiologia e bioquímica do solo. A biodegradação exercida pelos

microrganismos do solo constitui uma importante função destes para o solo,

principalmente, com o modelo atual de agricultura. A aplicação de xenobióticos

pode reduzir a diversidade de microrganismos do solo, sendo os sensíveis ao

produto os mais afetados. Contudo, o papel heterotrófico deste não é

comprometido devido à redundância funcional e a grande diversidade deles no

solo. Mesmo os pesticidas utilizados hoje em dia serem bastante específicos o

seu efeito sobre organismos não alvo pode ser observado direta ou

indiretamente pelo efeito da exsudação radicular, que pode ser alterada pela

aplicação dos pesticidas. De modo generalizado, os autores citam que os

pesticidas tem efeito curto na biota do solo, sendo comparado aos efeitos de

estresse abióticos como seca, pH etc. A avaliação do impacto dos xenobiótico

no ambiente não são os mesmos para os diversos organismos, de modo geral,

deve se avaliar seu efeito sobre a produtividade do ecossistema. Sendo assim,

os autores citam que a atividade da fosfatase ácida, degradação da matéria

orgânica e nitrificação são indicadores sensíveis a ação dos xenobióticos

enquanto desnitrificação, atividade da uréase fixação não simbiótica de

nitrogênio são insensíveis, neste caso aos produtos avaliados pelos autores.

Mesmo depois da aplicação de xenobióticos existe a tendência da microbiota

recuperar seu estado inicial ou até mesmo superá-lo. Levando se em

consideração a magnitude, duração, reversibilidade ou persistência dos

xenobióticos, seus efeitos podem ser classificados em: (a) críticos – duração

superior a 60 dias; (b) toleráveis – duração de 30-60 dias e (c) negligíveis –

duração inferior a 30 dias. O uso prolongado de um pesticida com mesmo

princípio ativo deve ser evitado, pois acarreta em seleção de uma comunidade

microbiana em detrimento de outra, gerando desequilíbrios na diversidade que

podem influenciar as atividades de ciclagem de nutrientes e outras funções no

solo. A utilização de pesticidas sistêmicos é um exemplo da dupla face dos

xenobióticos, enquanto a sua utilização pode ser eficiente no controle de

pragas e doenças ele pode interferir na colonização micorrízica influenciando,

assim, na nutrição das plantas, este efeito é denominado não-alvo.

Os xenobióticos quando chegam ao solo podem ser degradados por

duas vias a biótica e a abiótica.

A ação biótica pode ser realizada por transformações em que ocorre a

remoção de um único átomo da molécula ou sua completa mineralização. Isto é

resultado de diversas reações bioquímicas como destoxificação (conversão em

produto menos tóxico), degradação (alteração da estrutura química),

mineralização (degradação completa da substância), conjugação (adição de

outros compostos microbianos tornando-o menos tóxico), ativação (conversão

de produto não tóxico em tóxico) e mudança de espectro de toxidade (quando

a toxidez de um xenobiótico muda para outros organismos). A degradação dos

xenobióticos é realizada por um consórcio entre as diversas comunidades no

solo e não unicamente um grupo de indivíduos. A transformação bioquímica

dos xenobióticos é resultante de reações enzimática oxidativas, redutivas e

hidrolíticas. De modo geral, a degradação dos xenobióticos é realizada pela via

metabólica e co-metabólica. Na biodegradação metabólica os organismos

utilizam os metabólitos da degradação dos xenobióticos para seu crescimento

ou na produção de energia enquanto no co-metabólico não, havendo somente

gasto de energia.

A biodegradação pode ser ocasionada tanto por eucariotos como

procariotos. O principal problema na degradação das substâncias é a

recalcitrância, que são devidas a características estruturais dos compostos;

desativação de sistemas enzimáticos; inacessibilidade do substrato às

enzimas; ausência do crescimento microbiano e ausência de microrganismos

que sejam capazes de degradação.

Os carbamatos são biocidas de largo espectro e podem ser encontrados

naturalmente. Apresentam baixo coeficiente de partição, tem grande

mobilidade e oferece grande risco de contaminação das águas. Vários fungos o

utilizam como fonte de carbono.

A atrazina é aplicada como herbicida desde os anos 50. Contudo, tem

grande potencial de contaminação de solo e água. É um dos herbicidas maior

causador de impactos ambientais por apresentar diversas formas de

contaminação via solo, água e alimentos. Sua degradação é

predominantemente biológica por desclorinação, desalquilação e posterior

quebra do anel.

O glifosato é um derivado da glicina e seu uso corresponde em algumas

culturas a 90 do uso. Uma dos grandes fatores de difusão deste produto é

devido a culturas geneticamente modificadas que são insensíveis ao seu uso.

A sua persistência no ambiente pode variar muito, mas de modo geral é rápida.

Compostos organo-halogenados correspondem aos produtos

halogenados e organoclorados. A desalogenação é o primeiro passo na

degradação destes produtos podendo ser oxidativa ou redutiva.

Alguns fatores afetam a biodegradação dos xenobióticos como tamanho,

estrutura química, forma e carga da molécula e existência de grupos

funcionais. Os fatores mais importantes que determinam a degradação dos

xenobióticos no solo são: (a) temperatura – influenciando na sorção,

solubilidade e viscosidade do xenobiótico o que influencia na taxa de reação e

atividade da população microbiana; (b) reação do solo (pH) – pode influenciar a

atividade da população microbiana no solo abaixo de pH 4 a atividade dos

microrganismos praticamente cessa; (c) características físicas – a porosidade

do solo e outras características podem influenciar grandemente a sorção,

mobilidade e biodisponibilidade do xenobiótico; (d) matéria orgânica e

nutrientes – influenciam a biomassa microbiana e a degradação de N e P,

principalmente; (e) receptores de elétrons – a presença de oxigênio ou outros

receptores de eletros influenciaram na comunidade microbiana e, assim, na

degradação dos xenobióticos; (f) metais pesados – devido a inibição ao

crescimento microbiano os metais podem diminuir a taxa de degradação dos

xenobióticos; (g) comunidade microbiana – se a comunidade for adaptada a

degradação de xenobióticos específico (degradação acelerada) e pelo aumento

da atividade de microrganismos capazes de realizar a degradação.

Após a aplicação continuada de um xenobiótico ocorre um processo

natural de adaptação metabólico da comunidade microbiana que aumenta taxa

de degradação dos xenobióticos. Este fato é conhecido como biodegradação

acelerada. Este processo gera duas conseqüências: uma é a maior

degradação dos xenobióticos diminuindo seu risco no ambiente o outro é que

este mecanismo pode diminuir a eficácia dos produtos nos organismos alvo,

fato não desejado.

No processo de tratamento de solos contaminados podemos também

utilizar os microrganismos em um processo denominado de Biorremediação

microbiana. A biorremediação é fundamentada em três processos: (a) a

existência de microrganismos capazes de realizar a degradação dos

xenobióticos; (b) o contaminante tem que estar acessível ao ataque microbiano

e (c) as condições ambientais devem favorecem a atuação dos

microrganismos.

Existem várias técnicas de biorremediação podendo ser in situ ou ex

situ. Primeiramente podemos citar o processo de “landfarming” ou disposição

no solo que consiste na disposição do contaminante na camada arável do solo

onde se encontram os a maior parte dos microrganismos, os quais utilizarão os

xenobióticos nas vias metabólicas ou co-metabólicas. Biorremediação fase

sólida possui os mesmos princípios do landfarming, contudo, os xenobióticos

são dispostos em células de tratamento que constitui pilhas de solo havendo

controle rigoroso da lixiviação, volatilização e escorrimento superficial e

Bioaumentação que consiste na inoculação do solo com culturas puras ou

consórcio microbiano contendo microrganismos selecionados para a

degradação de contaminantes específicos.

3.6 - simplesmente excelente. Meus parabéns.