Controle de poluição dos solos: Biorremediação

Ela se baseia na utilização de microrganismos que possuam a habilidade de alterar ou decompor determinados poluentes (USEPA, 2004). Algumas tecnologias podem ser aplicadas no local em que houve a contaminação, onde pode-se empregar a biorremediação intrínseca ou atenuação natural e a biorremediação com intervenção, denominada in situ, e ex situ, onde o material é tratado fora do local contaminado havendo a remoção física desta área, sendo possível, nesses casos, a utilização de Ladfarming, compostagem, biopilhas e biorreatores. Existem diversas técnicas de biorremediação, porém somente após a realização de estudos na área contaminada é que se pode determinar qual a melhor estratégia a ser aplicada. Neste estudo, irá ser abordado a bioestimulação e a bioaumentação.

A bioestimulação consiste na inserção de nutrientes orgânicos e inorgânicos ao solo visando estimular a atividade dos microrganismos degradadores. Estes compostos são altamente tóxicos, sendo o benzeno o mais nocivo ao ambiente (ANDRADE; AUGUSTO; JARDIM, 2010). • compostos fenólicos hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (HAPs) (particularmente os compostos aromáticos mais simples) • hidrocarbonetos de petróleo • compostos nitroaromáticos. Porém a biorremediação não é considerada uma opção de tratamento para solos contendo (EPA 589/05): • metais • HAPs complexos (alto peso molecular) • hidrocarbonetos clorados. PRINCIPAIS PROCESSOS ENVOLVIDOS NA BIORREMEDIAÇÃO Existem dois tipos principais de processos envolvidos na biorremediação, são eles: os processos aeróbios e os processos anaeróbios. São processos nos quais ocorrem reações bioquímicas mediadas por microrganismos. Fatores ambientais como disponibilidade de água e oxigênio, temperatura, pH e disponibilidade de nutrientes inorgânicos influenciam na sobrevivência e atividade dos microrganismos degradadores (JACQUES et al.

As condições ótimas para a degradação de contaminantes estão descritas na Tabela 1. O crescimento e atividade microbiano são fortemente afetados pelo pH, temperatura e umidade. A maioria desses microrganismos cresce de forma otimizada em uma faixa estreita (KENSA, 2011). Se o solo estiver muito ácido, é possível regular o pH por meio da calagem, processo através do qual se aplica cálcario ao solo. Dessa forma, solos argilosos, de modo geral, apresentam baixa permeabilidade, o que pode comprometer significativamente tanto a difusão de oxigênio, que é o elemento fundamental ao processo aeróbio de degradação, bem como a incorporação de nutrientes (KENSA, 2011). Tabela 1 - Condições ambientais que influenciam na degradação dos poluentes Fonte: KENSA, 2011 2. METODOLOGIA De acordo com a EPA 589/05 há três etapas para um projeto de biorremediação do solo: - Um estudo em laboratório para determinar a biodegradabilidade das substâncias químicas e a capacidade dos microrganismos, naturais do local ou introduzidos posteriormente, em degradar essas substâncias.

Geralmente este estudo é realizado fora do local. Deve ser realizado um ensaio piloto, no local ou no laboratório, ou em ambos com o intuito de fornecer dados adicionais necessários para o projeto de tratamento em grande escala. As técnicas de biorremediação in situ são mais desejáveis visto que acarretam em um menor custo e menor impacto ambiental (ROEHRS, 2008). A biorremediação in situ pode ser dividida em intrínseca e com intervenção, conforme pode ser visualizado nos itens abaixo. Biorremediação Intrínseca A biorremediação intrínseca depende das condições naturais para degradar os contaminantes, sem alterar as condições naturais do solo (EPA 625/06). Também pode ser chamada de atenuação natural, sendo que ela baseia-se em processos físicos, químicos e biológicos, como biodegradação, volatização, dispersão, diluição e adsorção através da remediação passiva do solo (MORAES, TEIXEIRA, MAXIMILIANO, 2014 apud BENTO et al.

Nas condições naturais a biorremediação intrínseca reduzirá a concentração, a massa, a toxicidade e o volume dos contaminantes no solo (EPA 625/06). Na condição de fase líquida ou lamosa frequentemente é aplicada a estratégia de biorremediação em reatores (MORAES, TEIXEIRA, MAXIMILIANO, 2014). Landfarming: Usado, principalmente, para degradar hidrocarbonetos de petróleo. O solo será escavado e distribuído sobre um substrato preparado, após será adicionado nutrientes, irrigado e revolvido periodicamente, o movimento do oxigênio faz com que a degradação ocorra de forma aeróbia com isso degradando produtos orgânicos. Neste processo os contaminantes serão mineralizados, transformados e/ou imobilizados pelos microrganismos. Por ser uma forma passiva de biorremediação geralmente requer um período longo para tratamento, além disso é limitado para solos com 10 a 35 cm de altura.

TÉCNICAS DE BIORREMEDIAÇÃO As técnicas de biorremediação, normalmente são a inclusão de nutrientes (como nitrogênio e fósforo), doadores de elétrons (como metanol ou ácido lático em processos anaeróbios), aceptores de elétrons (oxigênio em processos aeróbios e ferro férrico (ferric iron) ou nitrato em processos anaeróbios), ainda podem ser incluídos micróbios no processo de bioaumentação (EPA 542/01). Nessa técnica os microrganismos passam a utilizar o composto orgânico contaminante como fonte de carbono, gerando uma redução da sua concentração ao longo do tempo (DEON et al. Bioestimulação A bioestimulação é uma técnica usualmente utilizada com o intuito de aumentar a população de microrganismos nativos do solo no local de aplicação pela inserção de nutrientes ou aceptores de elétrons.

Essa técnica consiste em realizar a otimização das condições ambientais, quando necessário, com o intuito de promover melhor remoção dos poluentes e estimular a atividade microbiana natural do local, como melhorar a aeração do solo, monitorar e corrigir a umidade, o pH e inserir nutrientes (BAPTISTA; CAMMAROTA; FREIRE, 2003). Segundo EPA (2004 apud ANDRADE; AUGUSTO; JARDIM et al. Eles requerem principalmente nitrogênio e fósforo para o aumento de biomassa, deste modo, a disponibilidade desses nutrientes na área contaminada é um fator crítico para a biodegradação. MARIANO, 2006). Além dos nutrientes podem ser adicionados oxigênio e surfactantes para a bioestimulação. A adição de oxigênio é conhecida como bioventilação ou bioaeração, a qual estimula o crescimento dos microrganismos nativos do solo ou introduzidos pela bioaumentação.

Essa tecnologia favorece a biodegradação de hidrocarbonetos de petróleo. Essa técnica é necessária quando um local contaminado não contém os requisitos necessários para que o processo de degradação aconteça. Assim, esse processo tem como objetivo acelerar a biodegradação por meio da intensificação do crescimento microbiano, quanto também pela otimização do ambiente (MARIANO, 2006). Para aplicação da mesma é necessário a aprovação de órgãos governamentais e de agências de fiscalização ambiental em relação a fatores como, por exemplo, os tipos de microrganismos (produtos biotecnológicos) que serão utilizados e a área de aplicação (ANDRADE; AUGUSTO; JARDIM, 2010). Para os produtos que contém microrganismos, além da classificação biológica, necessitase ter conhecimento sobre a quantidade, a atividade, a infecciosidade, a patogenicidade, entre outros dados significativos, específicos para cada aplicação pretendida (CETESB, 2007).

A composição biológica dos produtos em sua maioria engloba espécies selecionadas como as bactérias Pseudomonas, Bacillus, Flavobacterium, do fungo Phanerochaete chrysosporium e vários MEG (microrganismos clonados pela engenharia genética) (MENEGHETTI, 2007). kg de resíduo Bacilus subtilis (10³ UFC/mL), Saccharomyces Produto líquido causando a aceleração da biodigestão cerevisae (10³ UFC/mL) Dosagem de Manutenção (eventual): poderá variar entre 1:1. e 1:10. de gorduras, proteínas, carboidratos, (produto/quantidade de resíduo adicionado) alccois, ácidos orgânicos lineares e * Modo de Aplicação amidos presentes nos resíduos Manual, por asperção, injeção profunda ou bomba dosadora O produto pode ser utilizado puro ou diluído/ativado em qualquer situação de Lactobacillus casei var. ramnosus (4,7. uso Produto líquido Uso como biorremediador na UFC/mL), Lactobacillus acidophilus (3,2.

Referencialmente utilizase a formula (ppm TPH*0,6) = ppm Micropan Petrol em dosagem única, porém outros fatores podem influenciar na dosagem como tempo disponibilizado, aeração e profundidade. Repetir analise de TPH após 30 dias e decidir nova dosagem em função do TPH obtido x TPH desejado. dosagem mínima de 200 g/m³ e máxima de 2 kg/m³) Diluição: Para cada tonelada de material, utilizar solução contendo 4 L do Uso como remediador para acelerar o produto e 4 kg de açucar mascavo dissolvidos em água. A quantidade de água a processo de degradação de material ser utilizada na solução vai variar conforme a umidade do material a ser orgânico liquído e resíduos orgânicos decomposto para atingir 40% de umidade final Líquido, de cor acre sólidos, como restos de pode de áreas Modo de Uso e Frequência: Pulverizar a solução de maneira uniforme sobre a a marrom claro, odor verdes e jardins, lixo doméstico camada de materia organica, por ocasião da montagem das biopilhas ou leiras, e agridoce orgânico, restos de alimentos de todas as vezes que for acrescentado mais resíduo ou quando for realizado o caracteristico restaurantes, refeitórios e outros revolvimento da biopilha ou leira.

A altura da biopilha deve ser de pelo menos 1 estabelecimentos de preparo e metro para que ocorra elevação da temperatura. DESVANTAGENS Muitas substâncias não são passíveis à biodegradação, como metais pesados, radionuclídeos e alguns compostos organoclorados. Em alguns casos, a biodegradação do contaminante gera metabólitos tóxicos (EMBRAPA, 2008, p. Como essa técnica é um procedimento cientificamente intensivo que deve ser adaptado às condições específicas do local, é preciso que se faça estudos de tratabilidade em uma pequena escala antes da real aplicação no local (BOOPATHY, 2000). A CETESB (2007) apresenta algumas desvantagens do processo: -Os microrganismos viáveis existentes no produto biotecnológico podem reproduzir-se, disseminar-se por novos locais e transferir material genético para microrganismos naturais do ambiente; -As enzimas podem catalisar reações que afetam o metabolismo normal de organismos nativos, e -A inserção de nutrientes e outros compostos pode provocar desequilíbrio no ecossistema.

Conforme as ideias de Kensa (2011): - Fatores importantes do local são necessários para a eficiência do processo, como os microrganismos (autóctones ou alóctones), condições ambientais adequadas para os crescimento dos micróbios, e níveis apropriados de nutrientes e contaminantes; - Muitas vezes é difícil extrapolar de estudos de bancada e escala piloto para operação em campo de grande escala; - É preciso pesquisa para desenvolver e projetar as tecnologias de biorremediação que são adequadas para os locais com misturas complexas de contaminantes que não são uniformemente dispersos no ambiente. C. S. F. Biorremediação de solos contaminados por petróleo e seus derivados. Eclética Química, v. BAPTISTA, S. J. CAMMAROTA, M. C; FREIRE, D. D. CETESB – Companhia Ambiental do Estado de São Paulo.

Norma Técnica L1. – Avaliação do uso de produtos biotecnológicos para tratamento de efluentes líquidos, resíduos sólidos e remediação de solos e águas. São Paulo. p. Bacterial degradation of aromatic pollutants: a paradigm of metabolic versatility. International Microbiology, v. n. p. EMBRAPA - Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária. In Situ and Ex Situ Biodegradation Technologies for Remediation of Contaminated Sites. EPA/625/R-06/015. October 2006. EPA. Use of Bioremediation at Superfund Sites. KENSA, M. Bioremediation - an overview. Journal of Industrial pollution Control, v. n. p. Universidade de Passo Fundo. Passo Fundo - RS, 2007. MORAES, S; TEIXEIRA, C. E; MAXIMILIANO, A. M. Concordia University. Canada, v. p. ROEHRS, R. Biorremediação de Herbicidas em Água do Cultivo de Arroz Irrigado Visando Minimizar o Impacto Ambiental.

R. TATTO, J. MANDAI, P. Biorremediação : considerações gerais e características do processo. v. Degradação e Biorremediação de compostos do petróleo por bactérias: revisão. Oecologia Australis, v. n. p. USEPA.