AVALIAÇÃO DO POTENCIAL DE BIORREMEDIAÇÃO DE SOLOS

CONTAMINADOS: Método de Hidrólise de Diacetato de Fluoresceína (FDA) como

Indicador de Atividade Microbiana

Monografia apresentada ao Curso de Engenharia Ambiental da Universidade Veiga de Almeida, como parte dos requisitos

necessários à obtenção do grau de Engenheiro Ambiental.

Thiago da Silva Ribeiro

Orientadora: Profa. Luciana Andrade Peixoto Silva, M.Sc.Co-orientadora: Profa. Patricia Österreicher-Cunha, D.Sc.

Rio de Janeiro, 01 de Julho de 2015

Justificativa e Relevância do Tema

A preocupação com as questões ambientais tem se destacado cada vez mais dentre os problemas do mundo moderno.

A problemática da contaminação ambiental por compostos oriundos da atividade humana tem sido objeto de estudo em muitos centros de pesquisa no mundo, visto a necessidade de soluções rápidas e eficientes para os problemas ligados a esta situação.

A Resolução CONAMA n° 420, que foi publicada em dezembro de 2009, é a primeira regulamentação federal sobre gerenciamento de áreas contaminadas e tem como referência os parâmetros utilizados pela Companhia Ambiental do Estado de São Paulo (CETESB).

Em relação aos órgãos ambientais, poucos são aqueles que tratam a questão como uma prioridade ou que tenham se estruturado minimamente para fazer frente às demandas surgidas e para cumprir as obrigações fixadas em nível federal.

No setor produtivo, poucas têm sido as iniciativas das grandes corporações no sentido de identificar e remediar as áreas contaminadas decorrentes do desenvolvimento de suas atividades ao longo de décadas. Na maioria das vezes, os programas de investigação são iniciados só após terem sido demandados pelos órgãos ambientais.

Em relação aos prestadores de serviços, embora o número de empresas que atuam no setor tenha crescido exponencialmente na última década, ainda se verifica que poucas investiram na elevação do seu capital intelectual. Como resultado, as ações de investigação têm sido mal planejadas e executadas.

Em que pese a expressiva evolução das técnicas de remediação ocorrida nas últimas décadas, ainda é pouco significativo o número de áreas em que essas técnicas tenham sido empregadas.

A biorremediação é uma alternativa atraente no tratamento de solos contaminados, com vantagens ambientais e econômicas relevantes.

Avaliar o estado metabólico dos microrganismos permite monitorar os processos de biodegradação.

O método da hidrólise de diacetato de fluoresceína é simples, rápido e de baixo custo. A hidrólise de diacetato de fluoresceína pode ser usada como método para avaliação do potencial intrínseco da biorremediação de um solo contaminado.

O Papel dos Microrganismos da Biodegradação: Como Degradam os

Contaminantes?

Os contaminantes orgânicos são usados como substrato pelos microrganismos para seu próprio crescimento e reprodução, transformando-os em outros compostos.

Estes contaminantes orgânicos não só constituem uma fonte de carbono, que é um dos componentes necessários para a formação de novas células, como também fornecem elétrons que são utilizados pelos microrganismos para obtenção de energia.

A degradação de qualquer molécula orgânica, inclusive de contaminantes, requer a produção e a utilização eficiente de enzimas.

Biorremediação: fatores de influência, estratégias de aumento

de eficácia e tecnologias

A biorremediação é um processo em que organismos vivos são responsáveis por reduzir ou transformar poluentes (agrotóxicos, corantes, fármacos, polímeros e resíduos plásticos) de áreas contaminadas, por meio de processos biológicos de degradação.

O estabelecimento de condições ambientais adequadas é fundamental para que o processo de biorremediação aconteça de forma eficaz.

A seguir são apresentados alguns dos principais fatores que afetam o processo de biorremediação de solos contaminados.

Características do resíduo: a biodegradabilidade está relacionada a sua estrutura molecular.

Conteúdo de nutrientes: os elementos contendo nitrogênio e fósforo são os nutrientes mais requisitados na biodegradação no solo.

Aceptores de elétrons: Um dos principais fatores que governam a biodegradação é o tipo e a biodisponibilidade de aceptores de elétrons.

Concentração de microrganismos.

Temperatura: a atividade celular (em especial as enzimas) aumenta consideravelmente com a temperatura até que seja atingido um valor ótimo.

Umidade: o tecido celular é constituído por 75 a 80% de água e meio de movimento para os microrganismos aos substratos.

pH: a maioria das bactérias e fungos favorece um pH neutro. A quantidade de determinada enzima em estado ativo varia com mudanças no pH, sendo o valor máximo obtido com pH ótimo.

Disponibilização dos contaminantes: quanto maior a solubilidade do contaminante em água, mais biodegradável esse será.

Tipo de solo: a sorção aumenta com o aumento do percentual de matéria orgânica e, consequentemente, a biodegradação diminui.

Estratégias de aumento de eficácia: bioestimulação e bioaumentação.

Tecnologias para biorremediação de solos contaminados:

Bioventilação.

Landfarming.

Biopilha.

Determinação da atividade microbiana por hidrólise de FDA

O método utilizado foi baseado em adaptações do método original (SCHNÜRER E ROSWALL, 1982) feitas por ADAM E DUNCAN (2001) e GREEN et al. (2006).

Enzimas extracelulares como esterases, lipases e proteases, que são abundantes em solos possuem a capacidade de catalisar a hidrólise de FDA.

O método costuma correlacionar-se bem com algumas das mais precisas medições de biomassa e incorporação de carbono, além de ser mais rápido, preciso, simples de se processar e reprodutível.

A incubação é feita em estufa, sem qualquer agitação. A incubação pode ser feita diretamente nos tubos falcon que servirão para a centrifugação.

Incubação na temperatura de 30ºC corresponde ao máximo de hidrólise observado por ADAM E DUNCAN (2001), ou seja, traduz o potencial degradador da amostra.

O filtrado é recolhido diretamente em provetas graduadas, permitindo a medida direta do volume de filtrado.

A concentração em cada amostra foi obtida a partir de uma curva padrão de fluoresceína feita anteriormente à amostragem.

Cálculos foram feitos a fim de encontrar a quantidade de FDA hidrolisado por grama de amostra por minuto: (concentração medida x volume de filtrado) / massa de amostra / tempo de incubação.

Considerações Finais

Nesse trabalho foi apresentado um panorama geral sobre biorremediação e sua aplicabilidade, além de recomendações gerais para estudos e aplicação dessa tecnologia.

Espera-se que, além do incremento da biorremediação como técnica de tratamento de solos contaminados, a aplicação de ensaios com indicadores biológicos passe a ser mais utilizada.

De forma resumida, o ensaio com a FDA é ambientalmente realístico, além de ser rápido, de baixo custo, de fácil execução técnica e com necessidade mínima de equipamento.

Muito obrigado!

‘Messieurs, c'est les microbes qui auront le dernier mot.’

‘Senhores, são os micróbios que terão a última palavra.’

(Louis Pasteur)