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Copy of Biorremediação

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by

Luana Nonato

on 26 February 2014

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Transcript of Copy of Biorremediação

Engenharia Ambiental
Profª. Drª. Milla Alves Baffi
Gustavo Antunes de Souza
Juliana Bueno
Lais Abreu Tedde
Helena Leandro
Lara Rúbia
Conceito
Técnica que consiste na aplicação de processos biodegradáveis (microorganismos/enzimas) no tratamento de resíduos para recuperar e regenerar ambientes que sofreram impactos negativos, mantendo o equilíbrio biológico em ecossistemas.
O processo
Aeróbico:
Contaminação e suas fontes
Bio
rremediação
Oxigênio: aceptor final de elétrons (geração de energia).
Composto orgânico oxidado (perde elétrons).
C
x
H
y
+ O
2
+ (microorganismos/nutrientes)
H
2
O
+ CO
2
+ biomassa
C
x
H
y
+ (microorganismos/nutrientes)
+ biomassa
+ CO
2
CH
4
Anaeróbico:
Oxigênio não está presente.
Compostos orgânicos ou íons inorgânicos (Fe+3, NO3, SO4-2 e CO2) aceptores finais.
Resíduos
Sólidos
Líquidos
Gasosos
Água
Solo
Ar
Principais tipos de resíduos
Hidrocarbonetos policíclicos aromáticos e alifáticos.
Tratamentos
Físicos:
Gradeamento (resíduos grosseiros).
Flutuação (gordura).
Sedimentação (terra, areia).
Químicos:
Precipitação (floculantes).
Desinfecção (cloro).
Biológicos:
Processos naturais (lagoas, terrenos).
Processos artificiais (tanques aeróbios, anaeróbios, etc.).
Biorremediação!
Técnicas de remediação
"In situ":
Tratamento é feito no próprio local.
Maiores áreas, menor custo.
Longo prazo.
"Ex situ":
Tratamento fora do local contaminado. Ex.: Escavar o solo contaminado ou extrair a água subterrânea por bomba para aplicar o tratamento em outro local.
Apresenta maior versatilidade para o tratamento de grande número de contaminantes e tipos de solo (curto prazo).
Metais Pesados (Pb, Cu, Cr, Ni, Hg).
Pesticidas, corantes, bifenilas (aromáticos).
Organoclorados.
Xenobióticos: são compostos químicos estranhos a um organismo ou sistema biológico.
Recalcitrante: composto que permanece no meio ambiente por longo tempo sem sofrer alterações.
Comparação entre as técnicas
Situação: Degradação de hidrocarbonetos de petróleo em solos contaminados com óleo diesel.
Técnicas testadas (in situ): biorremediação natural, bioestimulação e bioaumento.
Taxa de biodegradação:
Bioaumento > Biorremediação natural > Bioestimulação
Bioestimulação é a mais usada no Brasil.
Resultados
Custo das técnicas
Biorremediação natural, Bioventilação, Biopilhas.
Fitorremediação, Landfarming (ex-situ).
Bioaumento, Bioestímulo.
Vantagens e desvantagens
da Biorremediação
Combinação de técnicas - melhora a eficiência da biorremediação (degradação de cada fração específica desses poluentes).
Não é uma solução imediata e precisa de acompanhamento.
Limitação, pois nem todos os compostos inorgânicos são biorremediáveis.
Preocupação quanto à substâncias toxicas aos microorganismos que inviabilizam o tratamento.
Produtos utilizados não tóxicos para o meio ambiente.
Ao invés de transferir o poluente para outra área, a sua completa degradação pode ser obtida.
Possível tratar in situ e baixo custo.
Uso em áreas de proteção ambiental, industria de alimentos, entre outras.
UFU 2013
Contras
Prós
Técnicas de Biorremediação
Fitorremediação: Técnica que objetiva descontaminação de solo e água.
Biorremediação Bacteriana: Utiliza bactérias como agente de descontaminação.
Biorremediação Enzimática: Utiliza enzimas produzidas por seres vivos para degradação de poluentes.
Fitorremediação
Utiliza plantas e micróbios.
Locais de baixa e média concentrações de poluentes.
Fitoextração
Absorção de contaminantes através das raízes das plantas (hiperacumuladoras).
Ex.: uso de girassol para recuperar áreas contaminadas por metais pesados, como o chumbo.
Fitoestimulação ou rizodegradação
:    degradação dos poluentes por bactérias aderidas às raízes.
Fitovolatilização
: Conversão de poluentes em compostos voláteis (pós fitoextração, ou fitocaumulação).
Bioaumentação
Adição de microorganismos para aumento da biodegradação.
Microorganismos nativos (autóctones) ou não (alóctones).
- alóctones: alto grau enzimático, compete com nativos, não patogênicos e não produzem substâncias tóxicas.
Pode ser usada como parte no tratamento de efluentes sanitários e indústrias.
Bioestimulação
Introdução fertilizantes orgânicos e/ou inorgânicos, aumentando os microorganismos (é necessário estudo do solo).
Biossurfactantes: aumenta a solubilidade dos derivados do petróleo, favorecendo o crescimento de microorganismos.
Bioprocessos aplicados
Estudos de caso
Planta, achada em Manaus, tem a capacidade de acumular certos elementos como: Cádmio, Cromo, Cobre, Chumbo, Níquel e Zinco.
Derramamento de petróleo: Alaska - vazamento do petroleiro Exxon Valdez.
Utilizou-se fertilizantes vegetais ricos em nitrogênio e fósforo.
Recuperação: 2-5 anos.
Métodos convencionais: teria demorado 5-10 anos.
Estudo do gene merA em bactérias gram-negativas resistentes ao mercúrio isoladas de ecossistemas aquáticos brasileiros.
Poluição por mercúrio (Hg):
Queima de combustíveis fosseis, como carvao, petróleo e gás.
Muito tóxico.
Persistente no ambiente.
Mas qual técnica utilizar?
Brasil: prioridade à recuperação estética - utilização de procedimentos danosos à comunidade biológica.
Landfarming
Degradação de resíduos em camada superior do solo - periodicamente revolvida (aeração).
Bioventilação
(in-situ)
Indução de um fluxo de ar - degradar aerobicamente compostos semi-voláteis.
Biopilhas
Disposição do material contaminado em pilhas e estimulação da atividade aeróbica microbiana através da aeração e/ou adição de nutrientes e aumento da umidade do solo.
600 a.C. – Romanos
Solos contaminados com hidrocarbonetos.
Indústrias de alimentos, de laticínios e frigoríficos, indústria do petróleo, indústrias química e farmacêutica.
Contaminante degradável em meio aeróbio - contaminação hidrocarboneto de petróleo e compostos de peso molecular médio (diesel).
Eficazes na redução dos produtos derivados do petróleo.
Referências
Alocasia macrorrhiza
- Conhecida popularmente como "orelha-de-elefante-gigante".
Pseudomonas aeruginosa (comum em águas de rejeito próximas à indústrias e mineradoras):
redutase mercúrica reduz Hg2+ a Hg0. Possui genes de resistência no plasmídeo.
ANDRADEL J. A.; AUGUSTOLL F.; JARDIM I. C. S. F. Biorremediação de solos contaminados por petróleo e seus derivados. Eclética Química. vol.35 no.3. 2010. Disponível em <http://www.scielo.br/scielo.php?pid=S0100-46702010000300002&script=sci_arttext>. Acesso 30 de agosto de 2013.
MOREIRA, F.M.S. & SIQUEIRA, J.O. Microbiologia e Bioquímica do Solo. 2ª edição. Editora UFLA, 2009.
HOWSTUFFWORKS. Remediação do solo. Disponível em: <http://ambiente.hsw.uol.com.br/contaminacao-dos-solos6.htm>. Acesso 30 de agosto de 2013.
No Brasil:
Fazer um trabalho de diagnóstico correto é essencial para diminuir os gastos com a biorremedição!
Maioria por meio de projetos de pesquisa.
Grande potencial de aplicação.
Principais contaminações: Agricultura, postos de combustível, industrial, mineração.
MAGRI, F. Biorremediação no Brasil e no mundo. Disponível em <http://microamiguinhos.tumblr.com/brasilemundo>. Acesso 29 de agosto de 2013.
Sites pesquisados:
Wikipédia. Exxon Valdez. Disponível em: <http://pt.wikipedia.org/wiki/Exxon_Valdez>. Acesso 29 de agosto de 2013.
FREITAS, J. C. Pesquisa diz que planta achada em Manaus é capaz de absorver metais. Disponível em: <http://ipevs.org.br/blog/?p=9174>. Acesso 29 de agosto de 2013.
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