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Post on 22-Oct-2015
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BIORREMEDIAÇÃO DE ÁREAS CONTAMINADAS POR PETRÓLEO E
DERIVADOS
1. Introdução
A contaminação por petróleo e seus derivados, em ambientes aquáticos e terrestres,
tem sido um dos principais problemas ambientais das últimas décadas. Diversas técnicas
físicas e químicas foram desenvolvidas para a retirada do petróleo em ambiente aquático
e também na tentativa de reduzir seus efeitos sobre o ecossistema. Os derivados do
petróleo como os compostos químicos: hidrocarbonetos alifáticos (derivados do óleo cru
e produtos de petróleo refinado); alguns compostos clorados, alcanos e alquenos
bromados, são os agentes contaminantes que preocupam pesquisadores, estes trabalham
em novas tecnologias para remediação biológica menos onerosa e mais eficiente.
A descoberta de que certas bactérias que vivem em sedimentos marinhos, inclusive
nas areias das praias, podem degradar os componentes do petróleo, despertou a
possibilidade de utilizar métodos biológicos para o tratamento das áreas contaminadas.
Essa degradação biológica realizada por microrganismos é conhecida como
biodegradação, e o conjunto de técnicas envolvendo microrganismos, ou produtos de seu
cometabolismo, plantas entre outros é conhecido como Biorremediação.
A biorremediação visa incrementar os processos biodegradativos que já existem na
natureza, tornando-os mais eficaz e aumentando a taxa da atividade microbiana. Essa
tecnologia tem aplicações potenciais de limpeza em solos, sedimentos e águas.
Comparados aos métodos físicos de limpeza, a biorremediação é considerada a menos
onerosa e causa menor impacto ambiental.
2. Compostos químicos do petróleo e derivados
Os compostos químicos do petróleo e seus derivados são conhecidos como compostos
xenobióticos. A grande maioria dos xenobióticos compreendem os hidrocarbonetos
alifáticos, os alcanos, os alquenos bromados, compostos clorados como tricloroeteno
(TCE), o tricloroetano (TCA) e o etilenodibrometo (EDB).
Os compostos aromáticos clorados são os principais poluentes ambientais, são tóxicos
e resistentes à biodegradação, acumulando-se no sedimento e na biota. Quando um
composto é de difícil degradação denomina-se de composto recalcitrante.
2.1 Biodegradação dos xenobióticos
A biodegradação de um complexo de moléculas normalmente envolve o efeito
interativo das comunidades mistas de microrganismos e conta com a versatilidade
metabólica das bactérias e fungos. A biodegradação desses compostos envolve a
participação de enzimas monooxigenazes na clivagem do anel de hidrocarbonetos
aromáticos e a biotransformação de hidrocarbonetos alifáticos.
Os n-alcanos de cadeia longa são transformados mais lentamente quando comparados
aos compostos de cadeia curta; Os hidrocarbonetos saturados são mais rapidamente
degradados do que seus análogos; O grau de ramificação da molécula é inversamente
proporcional à velocidade de degradação; A recalcitrância é comum em compostos
alifáticos altamente metilados.
2.2 Metabolismo microbiano
Muitos microrganismos possuem a facilidade em adaptar-se ao substrato e tornam-se
resistentes a eles, aumentando a taxa de degradação.
A transformação de agrotóxicos por microrganismos, na qual deriva algum beneficio
nutricional do processo, usando a molécula orgânica como fonte de carbono e energia, ou
outro nutriente, é chamado de metabolismo. O metabolismo frequentemente resulta na
mineralização de um agente contaminante, isto é, em sua conversão para dióxido de
carbono, água e íons inorgânicos. Esta mineralização é a mais desejável, uma vez que ela
gera carbono e energia para o crescimento microbiano.
O processo de cometabolismo é muito importante para a biorremediação porque a
população microbiana pode crescer em altas concentrações de uma fonte inócua de
carbono (C) e ainda degradar o contaminante.
3. Critérios para seleção de técnicas de biorremediação
Para uma seleção estratégica mais efetiva de biorremediação é necessário o prévio
conhecimento de algumas características dos contaminantes como: solubilidade, estrutura
molecular, volatilidade, peso específico e susceptibilidade ao ataque microbiano. Alem
disso outros fatores também interferem no sucesso da biorremediação, como:
comunidade microbiana nativa, aeração, suplementação nutricional, potencial de água,
dentre outros.
Em alguns casos de solo contaminado, pesquisadores relatam sobre a importância de
se conhecer a heterogeneidade do resíduo (orgânicos e inorgânicos em estado físico – gás,
líquido, sólido); concentração do contaminante, persistência ou toxicidade e condições de
crescimento microbiano.
4. Tecnologias de biorremediação
A biorremediação pode ser acompanhada por métodos in situ, onde os materiais são
tratados no próprio local, ou por métodos ex situ, onde os materiais são retirados do local
e tratados em outro (pode ser em solo não contaminado, em laboratório, em reatores, irá
depender da técnica a ser empregada).
4.1 Biorremediação in situ: bioaumento, bioestimulação e atenuação natural
monitorada.
BIOESTIMULAÇÃO: A biorremediação no local, quando há microrganismos nativos,
para favorecer o aumento da taxa de degradação, adiciona-se no meio, nutrientes,
fertilizantes como nitrogênio, fósforo, mantendo uma relação equilibrada de N/P/C.
Também podem adicionar substratos carbonados para promover o cometabolismo de
contaminantes. Estes nutrientes irão favorecer o crescimento microbiano, aumentando a
atividade metabólica microbiana e a consequente degradação acelerada do agente
contaminante.
BIOAUMENTO: É a introdução de microrganismos não nativos (alóctones) quando se
identifica a insuficiência de microrganismos nativos (autóctones) para a biodegradação do
contaminante. Os microrganismos alóctones não devem competir com os autóctones,
atuando em sinergismos para que ocorra maior eficiência na degradação.
ATENUAÇÃO NATURAL MONITORADA: Essa tecnologia é também conhecida como
remediação passiva ou intrínseca e se refere aos processos físicos, químicos e biológicos
que, em condições favoráveis, agem sem a intervenção humana, reduzindo a massa, a
toxicidade, à mobilidade, o volume ou a concentração dos contaminantes no solo ou na
água subterrânea.
4.2 Biorremediação ex situ: landfarming, compostagem ou biopilha, biorreatores.
LANDFARMING: É considerada por alguns pesquisadores como uma biorremediação
mista, a qual é aplicada sobre o solo, reduzindo a concentração dos agentes
contaminantes. Esta tecnologia envolve o espalhamento da camada superficial do solo
contaminado escavado promovendo a atividade microbiana aeróbia, podendo ser
auxiliada pela bioestimulação, com a adição de minerais e água. Espécies biodegradadoras
de hidrocarbonetos podem ser adicionadas para aumentar a taxa de degradação. O solo
deve ser bem misturado para aumentar o contato entre os compostos orgânicos e os
microrganismos e também o fornecimento de oxigênio necessário para a degradação
biológica aeróbia. Dependendo da taxa de degradação, os solos com históricos de
contaminação com compostos hidrocarbônicos, e que estão sendo biotratados também
podem ser reaplicados ao sitio contaminado a intervalos regulares ajudando a amplificar a
atividade biológica.
BIOPILHAS: Este tratamento consiste no envolvimento do solo contaminado em
montes ou pilhas, e a estimulação da atividade microbiana com a adição de minerais e
água. Temperatura e pH podem também ser controlados para magnificar a biodegradação.
As áreas tratadas são providas de cobertura impermeável para reduzir as perdas por
lixiviação para áreas de solo não contaminados. Essas pilhas que possuem sistemas de
ventilação, onde o ar passa, podem situar-se a seis metros e devem ser cobertas para
prevenir encharcamentos e evaporação. Se existirem compostos contaminantes voláteis, o
ar deverá ser tratado. As biopilhas são similares ao Landfarming, sendo que o solo é
areado através de pás e escavadeiras.
BIORREATORES: O solo contaminado é escavado, peneirado para remoção de grandes
partículas e, então, misturado com água de modo a formar lama, contendo 10 a 40% de
partículas solidas. Esse material é misturado mecanicamente no reator, recebendo
nutrientes e ar ou oxigênio para manter o conteúdo em condições aeróbias. O solo tratado
é então transferido de volta a área original ou a outro local. Esse tipo de biorreator é ideal
para tratamento de solos com alto conteúdo de argila, devido à dificuldade de tratamento
“in situ” de solos com baixa permeabilidade.
5. Conclusão e considerações
A biorremediação de áreas contaminadas por petróleo e derivados tem recebido a
atenção de muitos pesquisadores no mundo. Entretanto, o campo de pesquisa nesta área
vem crescendo e conquistando novos resultados nas áreas de biogenética com cepas de
bactérias com maior resistência aos agentes contaminantes, entre outros. Para que o
processo de biorremediação ocorra de forma eficaz é necessário que a área contaminada
seja caracterizada do ponto de vista físico, químico, biológico e hidrológico. Essas
observações quando a característica física relaciona a distribuição espacial da
contaminação; as características químicas relacionam quanto a composição da
contaminação, propriedade de absorção do sedimento; característica biológica, quanto a
presença de microrganismos viáveis e com potencial para biodegradação do agente
contaminante. Assim através dessas observações torna-se mais claro o diagnóstico da
contaminação da área para o emprego eficaz da biorremediação.
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