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O uso da Biorremediação na
Recuperação de Áreas Degradas.
Matéria: Biotecnologia
Professora: Karen
Turma da Graduação de
Biologia Ambiental – 6º Período.
Construir uma cultura de prevenção não é fácil. Os
custos da prevenção devem ser pagos no presente, e seus
benefícios estão em um futuro distante. Ainda mais que
os benefícios não são tangíveis, e se referem aos
desastres que não acontecerão.
Kofi Annan- “Frente al reto humanitário : hacia una cultura de prevención”.
A previsão é de que, nos próximos anos, o
mercado mundial da biorremediação
atinja mais de US$ 70 bilhões anuais,
A Biorremediação, em
sentido amplo, pode ser
entendida como uma
tecnologia que visa a
prevenção e minimização
de impactos antrópicos
negativos e a restauração
de habitats naturais
contaminados utilizando
agentes biológicos.
BIORREMEDIAÇÃO
EPA: processo de tratamento que utiliza a
ocorrência natural de microrganismos
para degradar substâncias toxicamente
perigosas transformando-as em
substâncias menos ou não tóxicas.
BIORREMEDIAÇÃO
Biorremediação natural: processo passivo no qual os
microrganismos autóctones transformam os
contaminantes alvos em produtos finais inócuos –
atenuação natural.
Biorremediação acelerada: métodos de biorremediação
que empregam técnicas para estimular a degradação dos
contaminantes alvos, como adição de oxidantes,
substrato, nutrientes inorgânicos, microrganismos
específicos, etc.
BIORREMEDIAÇÃO
Biorremediação “in situ”: resíduo é tratado no
local.
Biorremediação “ex situ”: remoção física do
material contaminado e seu encaminhamento para
o local de tratamento.
BIORREMEDIAÇÃO
Biorremediação: importante estratégia para a remediação
de solos e águas subterrâneas porque:
a) Beneficia-se dos processos biogeoquímicos que
ocorrem naturalmente;
b) Destrói ou imobiliza contaminantes, ao invés de
transferi-los de um meio para outro; e
c) Preserva os recursos financeiros se comparados a
outras tecnologias de remediação.
BIORREMEDIAÇÃO
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EROSÃO METAIS PESADOS
LIXO AGROTÓXICOS
Tipos de Degradação
BIORREMEDIAÇÃO
Metais Pesados
Mercúrio: É largamente
utilizado em indústrias e
garimpos, para separação de
impurezas.
Chumbo: utilizado na
fabricação de pilhas e
baterias.
Agrotóxicos: produtos
utilizados para combater
seres vivos que prejudicam
plantações ou animais de
criação.
Podem ser denominados como: inseticidas,
fungicidas, herbicidas, acaricidas, etc.
ÁREAS CONTAMINADAS POR METAIS PESADOS
Tanque de rejeitos da Companhia Mercantil e Industrial
Ingá na Baía de Sepetiba, Itaguaí.
O QUE SÃO METAIS PESADOS?
Metais pesados são metais altamente reativos e
bioacumuláveis; Quimicamente, são definidos
como um grupo de elementos situados entre o
cobre e o chumbo na tabela periódica tendo pesos
atômico sente 63,546 e 200,590 e densidade
superior a 4,0 g/cm3; Os seres vivos necessitam
de pequenas quantidades de alguns desses metais
(cobalto,cobre,manganês,molibdênio,vanádio,estr
ôncio e zinco) para a realização de funções vitais
no organismo.
Porém níveis excessivos desses elementos podem
ser extremamente tóxicos; Outros metais pesados
como o mercúrio, chumbo e cádmio não possuem
nenhuma função dentro dos organismos e a sua
acumulação pode provocar graves doenças,
sobretudo nos mamíferos.
http://www.vivaterra.org.br/vivaterra_metais_pesados.htm
Bioaumentação: introduz misturas específicas de
microrganismos em um ambiente contaminado ou em
um biorreator para iniciar o processo da biorremediação.
Bioestimulação: fornece nutrientes às populações de
microrganismos autóctones, aumentando sua população,
promovendo o crescimento e consequentemente o
aumento da atividade metabólica na degradação de
contaminantes.
TIPOS DE BIORREMEDIAÇÃO
Passiva: degradação intrínseca ou natural
pelos microrganismos autóctones.
Bioestimuladora: adição de nutrientes,
como N e P, para estimular os
microrganismos autóctones.
Bioventilação: bioestimulação por meio da
adição de gases estimulantes, como O2e
CH4, para aumentar a atividade microbiana
decompositora.
TIPOS DE BIORREMEDIAÇÃO
http://www.arquipelago.com.br/imagens/estudos_remedia
cao3.jpg
Biorremediação “in situ”
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Três aspectos devem ser considerados:
1. A existência de microrganismos com capacidade
catabólica para degradar o contaminante;
2. O contaminante tem que estar disponível ou acessível ao
ataque microbiano ou enzimático;
3. Condições ambientais adequadas para o crescimento e
atividade do agente biorremediador.
BIORREMEDIAÇÃO
a) Identificação dos poluentes em relação ao grau de
biodegradação (níveis de biodegradabilidade)
b) Levantamento do local contaminado
c) Tempo requerido para a biorremediação
d) Fatores econômicos
INVESTIGAÇÃO PARA BIORREMEDIAÇÃO
a) Isolamento do local até segunda ordem;
b) Definição do método básico de biorremediação;
c) Determinar os tipos de monitoramento.
PASSOS APLICÁVEIS
- Biodisponibilidade inadequada de contaminantes para os
microrganismos – incorporação ao húmus.
- Nível de toxicidade dos contaminantes.
- Preferência microbiana, população presente no local.
- Degradação incompleta de contaminantes –metabólitos tóxicos.
- Incapacidade de remover contaminantes em baixa concentração.
- Esgotamento de substratos preferenciais, e escassez de
nutrientes.
- Disponibilidade de aceptores de elétrons, potencial de redox.
- Difusão de oxigênio e solubilidade.
FATORES QUE AFETAM
BIORREMEDIAÇÃO
TESTES DE SIMULAÇÃO
• Fase I: considerar a estrutura do composto e os dados existentes em
literatura, identificando os prováveis compartimentos de sua
distribuição;
• Fase II: testes de biodegradabilidade imediata – positivo (não
necessita estudos complementares), negativo (é preciso condições mais
favoráveis para que a biodegradação ocorra);
• Fase III: teste de biodegradabilidade intrínseca –
negativo(biodegradação ambiental lenta), positivo (o composto não
persistirá no ambiente);
• Fase IV: testes de simulação para obter informações sobre a extensão
da biodegradação em condições similares às encontradas no ambiente;
• Fase V: testes de campo ou monitoramento ambiental.
CATEGORIAS DE BIODEGRADABILIDADE
1. Rapidamente biodegradáveis: condições de equilíbrio
ambiental quase que instantaneamente, uma vez suspenso o seu
lançamento suas concentrações tendem a zero;
2. Praticamente biodegradáveis: meia-vida inferior ao seu tempo
de residência em compartimentos ambientais específicos, não se
acumulam;
3. Pouco biodegradáveis (persistentes): composto com meia vida
superior ao seu tempo de residência, persiste por longos períodos,
mesmo após seu uso ter sido interrompido;
4. Não biodegradáveis ou recalcitrantes: biodegradação próxima a
zero, não mostram evidência de mineralização significativa por
microrganismos, acumula-se e não atingem concentrações de
equilíbrio.
a) Landfarming: sistema de tratamento em fase sólida para solos
contaminados.
b) Compostagem: processo de tratamento termofílico e aeróbio,
onde ocorre a transformação do composto orgânico mediante a
mistura dos microrganismos com o material.
c) Biorreatores: biorremediação em containeres ou reatores, para
tratamento de efluentes e lodos (Lodo ativado, filtro biológico,
lagoas de estabilização, lagoas aeradas - degradação microbiana
de compostos orgânicos através do metabolismo aeróbio
facilitado pela disponibilidade de oxigênio mo meio)
d) Bioventilação ou bioeração: injeção de ar ou oxigênio puro em
solos e água subterrânea contaminados, estimulando a atividade
dos microrganismos.
MÉTODOS MAIS UTILIZADOS
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MICROORGANISMOS UTILIZADOS
Biodegradação do petróleo:
- Petróleo principal fonte mundial de combustível.
- O petróleo é uma mistura complexa de hidrocarbonetos (H e C) –
metano, aromático poli cíclico.
- Impacto ambiental: resíduos de refinaria de petróleo, contaminação do
solo em áreas adjacentes, vazamentos de oleodutos e de tanques,
derramamentos acidentais – maré negra.
- A habilidade em degradar hidrocarbonetos não é restrita a apenas
alguns gêneros de microrganismos.
-Vários grupos de bactérias, fungos e actinomicetos tem capacidade de
degradar hidrocarbonetos.
CARACTERÍSTICAS ESSENCIAIS PARA A UTILIZAÇÃO DE
HIDROCARBONETOS PELOS MICRORGANISMOS:
a) Sistema eficiente de absorção de hidrocarbonetos, com sítios especiais
de ligação e/ou substâncias emulsificante para o transporte do
hidrocarboneto ao interior da célula.
b) Enzimas específicas
c) Especificidade induzida – resposta positiva do organismo ao petróleo e
seus constituintes.
- Acinetobacter, Alcaligenes, Bacillus, Pseudomonas, Nocardia,
Flavobacterium, Klebsiella etc.
- Culturas mistas possuem vantagens sobre cultura pura, pois a
capacidade biodegradativa de uma comunidade é maior
quantitativamente e qualitativamente.
Não se pode esperar que a ação dos microrganismos seja imediata, uma
vez que todo ser vivo tem sua ação condicionada às próprias condições
encontradas no local afetado. O trabalho das empresas de biotecnologia
tem se concentrado na pesquisa e desenvolvimento genético desses
organismos, buscando modificar seus genes e aumentar sua eficiência
despoluidora, tornando-a uma solução não imediata.
Os locais a serem tratados devem estar preparados para suportar a ação
de microrganismos, onde para cada tipo de contaminante, indicam-se
espécies diferentes de microrganismos para o processo de
biorremediação.
Finalizando, não podemos deixar de destacar que como se trata de um
tema que envolve a biotecnologia e a possibilidade de manipulação
genética dos organismos ou utilização de organismos exóticos ao meio
ambiente do local, o tema da biorremediação vem sendo debatido
constantemente no intuito de avaliar os prós e os contras desse processo.
CONCLUSÃO
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SILVA, R.R.2009. Biorremediação de solos contaminados com
organoclorados por fungos basidiomiceto sem biorreatores.
Tese de doutorado. Instituto de Botânica da Secretaria do Meio
Ambiente, São Paulo.
UETA, J; PEREIRA, N.L; SHUHAMA, I.K. Biodegradação de
Herbicidas e Biorremediação. Biotecnologia Ciência &
Desenvolvimento.
http://www.ecodebate.com.br/tag/areascontaminadas/
http://www.vivaterra.org.br/vivaterra_metais_pesados
http://www.cetem.gov.br/.../img/imagem_minamata01a.gifhttp:
//letrasdespidas.files.wordpress.com/2009/02/cubatao.jpg
Referências Bibliográficas
GRADUANDOS
Marcelo Manhães de Amorim –
Alberto Max Gonçalves Pires–
João Henrique Bartalo –
Fim!
