biorremediação de solos
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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)