Relatrio Fisica Experimental B

Biorremediao ex situ de um solo da Universidade Tecnolgica Federal do Paran - Campus Campo Mouro, municpio de Campo Mouro PR, contaminado por hidrocarboneto derivado do petrleo

Alunos: Dominique Martins SalaProfessor Orientador: Dr. Jos Hilton Bernardino de Arajo

Resumo: Os tratamentos biolgicos aplicados a solos contaminados com hidrocarbonetos de petrleo consistem em processos com o uso de organismos degradadores, fungos, bactrias ou vegetais. Com isso tem-se o conceito de biorremediao, sendo uma nova tecnologia para tratar solos contaminados com o uso de microrganismos capazes de modificar as estruturas e/ou decompor poluentes. H dois tipos de biorremediao, in situ e ex situ. Nas tcnicas aplicadas in situ, a remediao feita no prprio local de contaminao. J nas tcnicas ex situ, ocorre remoo e destinao do material contaminado para uma outra instalao apropriada, como um laboratrio por exemplo. O objetivo do presente trabalho verificar a tcnica de biorremediao ex situ de solo da Universidade Tecnolgica Federal do Paran, Campus Campo Mouro, utilizando fungos como agentes biolgicos para degradao de um hidrocarboneto derivado de petrleo. O procedimento experimental consistiu na escolha do fungo, inoculao desse fungo em Placa de Petri contendo os meios de cultura BDA, contaminao do solo com leo diesel, inoculao do fungo, acrscimo de efluente e gua, acompanhamento do crescimento e por fim a identificao do fungo. O fungo selecionado e identificado para a biorremediao do solo contaminado foi o Auricularia nigricans, que possui caractersticas no patognicas e corpos de frutificao gelatinosos. Aps um perodo de aproximadamente uma semana, foi possvel observar o incio do desenvolvimento fngico quase que imperceptvel. Nas duas semanas subsequentes, o fungo apresentou desenvolvimento gradativo em relao a primeira semana. Na terceira semana, atingiu o pice do seu crescimento e houve uma regresso at a sexta semana. Ao atingir o mximo de decrescimento, o desenvolvimento se igualou e foi sessado. Conforme os resultados apresentados e discutidos neste estudo, foi possvel verificar que o fungo Auricularia nigricans, no possui capacidade de desenvolvimento e remediao de solos contaminados por hidrocarbonetos derivados do petrleo.

Palavras chave: Fungos, Solos, Remediao, Hidrocarbonetos.

UNIVERSIDADE TECNOLGICA FEDERAL DO PARANCMPUS CAMPO MOUROCURSO DE ENGENHARIA AMBIENTAL

1. Introduo

O solo apresenta grande importncia para a vida humana, de microrganismos e organismos em geral, fauna e flora, sendo um dos elementos base para a formao de habitats e para a existncia de vida na Terra. No solo h uma intensa atividade microbiana, associado a decomposio de matria orgnica. base tambm para os recursos hdricos e equilbrio destes, associado a fauna e flora de seu entorno, com papel importante no ciclo da gua e reposio de nutrientes. (SEABRA, p.548, 2008)Dentre os microrganismos encontrados no solo, esto os fungos. Os fungos apresentam uma srie de caractersticas que os tornam essenciais para a vida de um ecossistema, sendo encontrados, tanto no corpo humano quanto no ambiente em que vivem, e em praticamente todos os substratos. (QUEIROZ et al., 2008)De acordo com Raven, Evert e Eichhorn (2007), fungos so organismos heterotrficos ecologicamente importantes como decompositores. A decomposio quebra as molculas de matria orgnica e libera o dixido de carbono na atmosfrica e retorna ao solo, compostos nitrogenados e outras substncias. Desde o surgimento das primeiras sociedades humanas, vem ocorrendo a contaminao de solos. Quando contaminados por vazamentos de petrleo ou por seus derivados, podem ser tratados por diversos processos qumicos, fsicos, biolgicos, fsico-qumicos e trmicos. Os tratamentos biolgicos aplicados a solos contaminados com hidrocarbonetos de petrleo consistem em processos com o uso de organismos degradadores, fungos, bactrias ou vegetais. A degradao consiste em eliminar compostos orgnicos acumulados em um ambiente, geralmente perigosos, e que apresentam riscos significativos a sade da populao. Algumas vantagens no uso de tratamentos biolgicos podem ser citadas, sendo o seu baixo custo, baixo consumo de energia e que acarretam em poucas mudanas nas caractersticas do meio em que atuam. (SEABRA, p.548, 2008)Com isso tem-se o conceito de biorremediao, sendo uma nova tecnologia para tratar solos contaminados com o uso de microrganismos capazes de modificar as estruturas e/ou decompor poluentes, e apresenta diversas estratgias, como a utilizao de microrganismos locais, sem qualquer interferncia de tecnologias ativas de remediao; a adio de agentes estimulantes como por exemplo nutrientes; e a inoculao de microrganismos enriquecidos. A eficincia da biorremediao est associada a adaptao dos microrganismos ao consumo e presena de contaminantes e as condies do ambiente, como a quantidade de nutrientes disponveis, temperatura, incidncia de luz, entre outros. (MARIANO, 2006)Tem-se ainda dois tipos de biorremediao, in situ e ex situ. Nas tcnicas aplicadas in situ, a remediao feita no prprio local de contaminao. J nas tcnicas ex situ, ocorre remoo e destinao do material contaminado para uma outra instalao apropriada, como um laboratrio por exemplo. (ALLEBRANDT, 2015)O objetivo do presente trabalho verificar a tcnica de biorremediao ex situ de solo da Universidade Tecnolgica Federal do Paran, Campus Campo Mouro, utilizando fungos como agentes biolgicos para degradao de um hidrocarboneto derivado de petrleo. 2. Procedimento Experimental

Escolha do Fungo

A escolha do fungo (Figura 1) foi realizada a critrio de cada aluno da turma de Bioprocessos e Biotecnologia Aplicada, sendo que o presente fungo foi coletado nas imediaes da Universidade Tecnolgica Federal do Paran - UTFPR, Cmpus Campo Mouro PR, e mantido sob refrigerao por 24h, sendo retirado horas antes da realizao do procedimento em aula, no Laboratrio de Bioprocessos e Biotecnologia Aplicada da Universidade.

Figura 1. Fungo coletado em um tronco de rvore nas imediaes da UTFPR-CM

Preparo do solo

Realizou-se a coleta do solo nas dependncias da Universidade Tecnolgica Federal do Paran. O solo classificado como Latossolo Vermelho com textura argilosa. Foi pesado 1kg desse solo, colocando-o em recipiente de plstico transparente de polipropileno (garrafa pet) (Figura 2).

Figura 2: 1kg de solo em recipiente de plstico

Inoculao do fungo em Placa de Petri contendo os meios de cultura BDA

Foi preparado com alguns dias de antecedncia da aula prtica duas placas de Petri por aluno, contendo o meio de cultura BDA estril e solidificado. Aps a coleta do fungo, este foi inoculado nas duas placas de Petri a fim de se obter maior efetividade e confirmao na identificao do fungo, e posterior utilizao no solo para intensificar a ao do fungo na degradao do hidrocarboneto contaminante do solo. As inoculaes foram feitas colocando delicadamente o fungo no meio de cultura, sem danificar esta, e retirando-o imediatamente, este contato rpido o suficiente para haver crescimento do microrganismo na placa. Imediatamente aps a inoculao, o fungo coletado foi colocado na camada superficial do solo (Figura 3).

Figura 3. Fungo na camada superficial do solo

As placas foram levadas a estufa a uma temperatura de 30C onde permaneceram por 6 dias. Aps esse perodo, foi verificado o crescimento de microrganismos (Figura 4).

Figura 4. Crescimento de microrganismos nas placas de Petri inoculadas.

Contaminao do solo, inoculao do fungo e acompanhamento

Antes do fungo ser colocado na camada superficial do solo, este foi contaminado com leo diesel. Para a contaminao, transferiu-se com o auxlio de pipeta graduada, 20mL de leo diesel para o recipiente, de forma que fosse uniformemente distribudo. Posteriormente, foi transferido os meios inoculados das duas placas para a superfcie do solo, junto com o fungo inteiro. A transferncia foi feita com o auxlio de uma esptula. Essa introduo de microrganismos cultivados tem a funo de auxiliar e potencializar a degradao de contaminantes e chamada de bioaumento. Ao final do procedimento, utilizou-se serragem a granel para recobrir toda a rea superficial do fungo e dos meios inoculados, distribuindo-a uniformemente por toda a circunferncia da garrafa pet. Foram adicionados tambm 10mL de gua. (Figura 5)A serragem utilizada foi adquirida no Laboratrio de Bioprocessos e Biotecnologia Aplicada da Universidade e utilizada com a finalidade de enriquecer o cultivo dos fungos.

Figura 5. Recipiente aps a transferncia do fungo, dos meios de cultura e da serragem.

Uma semana depois, foi colocado 50mL de efluente proveniente de um abatedouro bovino da regio, com o propsito de aumentar os nutrientes do solo, favorecendo o desenvolvimento do fungo, e chamado de bioestmulo. Aps a inoculao, os recipientes foram mantidos semi fechados, com saco plstico preto, formando uma estufa bacteriolgica, para que a luz no incidisse completamente, e a temperatura mantivesse constante (na faixa de 28C) e adequada para o desenvolvimento e ao dos microrganismos. Foram mantidos nessas condies por aproximadamente 90 dias, recebendo 10mL de gua a cada 7 dias para manter a umidade do ambiente adequada tambm para o desenvolvimento do fungo.

Identificao do fungo

A identificao foi feita com base em literatura especfica e em caractersticas macro e micromorfolgicas do fungo.3. Resultados e Discusso

O fungo selecionado e identificado para a biorremediao do solo contaminado foi o Auricularia nigricans, que possui caractersticas no patognicas e corpos de frutificao gelatinosos. O fungo Auricularia nigricans pertence ao Reino Fungi, Classe Agaricomycetes, Ordem Auriculariales e Famlia Auriculariaceae. (NCBI, 2015)Apresenta ocorrncia em florestas caduciflias, e seu substrato na madeira (tronco) das plantas. Sua nutrio caracterizada por ser saprotrofia e um fungo comestvel com sabor suave e odor indeterminado. Apresenta ainda, colorao escura, marrom ou preto, com himenforo esbranquiado. (NAGRZYBY, 2015)O crescimento foi acompanhado semanalmente at o trmino da biorremediao, com um total de 13 semanas (90 dias). O procedimento e observaes tiveram incio no dia 27 de agosto de 2015 e trmino em 26 de novembro de 2015.Aps um perodo de aproximadamente uma semana, foi possvel observar o incio do desenvolvimento fngico quase que imperceptvel. Nas duas semanas subsequentes, o fungo apresentou desenvolvimento gradativo em relao a primeira semana.Na terceira semana, atingiu o pice do seu crescimento e houve uma regresso at a sexta semana. Ao atingir o mximo de decrescimento, o desenvolvimento se igualou e foi sessado. A figura 6 mostra o aspecto do fungo na ltima semana do processo.

Figura 6. Aspecto do fungo na ltima semana de biorremediao (13a).

O grfico 1 mostra a curva de progressividade no crescimento do fungo ao decorrer da anlise.

Grfico 1. Estimativa da evoluo de crescimento do fungo Auricularia nigricans ao longo do perodo de biorremediao.

Como foi observado, o fungo no se adaptou s condies dispostas para seu crescimento, e com isso no foi possvel haver a degradao do leo diesel. Esse fato provavelmente ocorreu, pois o microrganismo escolhido no possui em suas caractersticas a capacidade de utilizar poluentes orgnicos como fonte de energia. Fungos necessitam de condies ambientais especficas para realizar a biodegradao de um contaminante, caso contrrio, a populao entrar em estado de latncia at que as condies ideia sejam disponibilizadas. O contaminante, por conta de sua composio qumica, provavelmente apresentou-se txico ao metabolismo do fungo, tendo em vista que a quantidade colocada no solo, tambm pode ter sido um fator limitante, se a concentrao foi muito elevada. Dos fatores ambientais que podem ter ocasionado essa dificuldade do fungo em se estabelecer no solo tem-se a temperatura, umidade e pH do solo. A temperatura, um dos fatores mais importantes no controle da atividade microbiana e das taxas de biodegradao da matria orgnica, afetando tambm, de forma indireta, a biodegradao de um componente, pela mudana de suas propriedades fsicas, composio qumica ou toxidade microflora. (SEABRA, 2005) A temperatura mdia desses 90 dias estava dentro do admissvel e caracterstico para crescimento de microrganismos, entretanto, pode ter ocorrido uma variao muito brusca de temperatura no intervalo dos 3 meses, caracterstico do clima da cidade de Campo Mouro-PR. A umidade do solo por sua vez, importante pois o solo deve conter um teor suficiente para estimular o crescimento dos microorganismos degradadores, mas no em demasia, a ponto de tornar o solo impermevel. (SEABRA, 2005) O baixo e quase nulo crescimento do fungo em estudo pode ser explicado por um possvel exagero na reposio de gua semanal, deixando o solo encharcado e inapropriado para a proliferao do fungo. Por ltimo, visto que o pH do solo tambm influencia no crescimento, pois a faixa em que possuem capacidade de vida de 5 a 9. Mudanas no pH causam mudanas na comunidade microbiana. (SEABRA, 2005) No foi feito medies de pH em nenhum momento no decorrer do tempo de anlise, e portanto, no possvel dizer se este parmetro estava favorvel ou no. Em contrapartida, a quantidade de nutrientes no solo no foi um fator limitante, pois alm do meio de cultura colocado, que j uma fonte de nutriente, foi acrescentado o efluente, com excedente de matria orgnica, com a finalidade de no suprir uma possvel falta nesses 3 meses.

Concluso

O estudo do uso de microrganismos para biorremediao natural em reas contaminadas por hidrocarbonetos derivados do petrleo de grande importncia, principalmente pois as contaminaes antrpicas de solos vem se fazendo frequente, e esta uma estratgia de baixo custo de implantao e muito simples se comparada com outras tcnicas. Entretanto, no presente estudo, no foi feito a comprovao dessa recuperao de solos, pelo fato do fungo selecionado no ter se apresentado com boa capacidade de adaptao e crescimento no meio em que foi colocado. Os possveis fatores limitantes para se desenvolvimento foram, o poluente hidrocarboneto derivado do petrleo, a quantidade que foi utilizada deste e umidade do solo. Alm disso, o pH poderia estar fora da faixa propcia, o que no foi possvel deduzir pois no foram realizadas medies especficas dos diversos parmetros. Em funo da quantidade de semanas da anlise e da variao grande de temperatura que ocorre no municpio de Campo Mouro-PR, este tambm pode ter sido um fator limitante de crescimento. Conforme os resultados apresentados e discutidos neste estudo, foi possvel verificar que o fungo Auricularia nigricans, no possui capacidade de desenvolvimento e remediao de solos contaminados por hidrocarbonetos derivados do petrleo.

Referncias

ALLEBRANDT, Sara R. Aplicao de micro-organismos para remediao de reas contaminadas com hidrocarbonetos. Tese de Doutorado. Programa de Ps-Graduao em Biologia Celular e Molecular da Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 76f, 2015.

NCBI. Centro Nacional de Informaes sobre Biotecnologia: NCBI Taxonomy.2015.Disponvel em: http://www.gbif.org/species/103767418. Acesso em: 30 nov. 2015.

MARIANO, Adriano P. Avaliao do potencial de biorremediao de solos e de guas Subterrneas contaminados com leo diesel. Tese de Doutorado. Instituto de Geocincias e Cincias Exatas da Universidade Estadual Paulista. Programa de Ps-Graduao em Geocincias e Meio Ambiente, Rio Claro, So Paulo, 2006.

NAGRZYBY. Nigricans Auricularia. 2015. Disponvel em: http://nagrzyby.pl/atlas/1702. Acesso em: 30 nov. 2015.

QUEIROZ, Jlia C. de; MENDONA, Veronica R. de; BANDEIRA, Ammanda A. A.; SILVA, Etienne A. A. da. Fungos: Uma anlise experimental sobre os agentes causadores de problemas aos produtos txteis. Encontro de ensino, pesquisa e extenso. Universidade Federal Rural de Pernambuco. 2008.

RAVEN, P.H., EVERT, R.F. & EICHHORN, S.E. Biologia Vegetal, 7a. ed. Coord. Trad. J.E.Kraus. Guanabara Koogan, Rio de Janeiro, p. 277-278, 2007.

SEABRA, P. N. C. . Biorremediao de solos contaminados por petrleo e derivados. In: Itamar Soares de Melo; Joo Lcio de Azevedo. (Org.). Microbiologia Ambiental. 2ed.Jaguarina: Embrapa Meio Ambiente, 2008, v. , p. 547-570.