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terça-feira, 2 de setembro de 2014

BIORREMEDIAÇÃO


A biorremediação ou então Biotecnologia do Controle da Poluição é o processo no qual os organismos vivos como plantas ou micro-organismos são utilizados para remover ou reduzir as concentrações de poluentes no ambiente aonde estes são encontrados.





Trata-se de um processo ou estratégia que busca destoxificar o solo ou outros ambientes contaminados fazendo uso de micro-organismos (fungos, bactérias, etc) e de enzimas. Baseia-se no processo de degradação microbiana e reações químicas combinadas com processos de engenharia, a fim de que os contaminantes sejam transformados, não oferecendo riscos ao ambiente e às populações que ali habitam. Três aspectos devem ser considerados:
  1. A existência de micro-organismos com capacidade catabólica para degradar o contaminante.
  2. O contaminante tem que estar disponível ou acessível ao ataque microbiano ou enzimático.
  3. Condições ambientais adequadas para o crescimento e atividade do agente biorremediador.
Para a implementação de um processo de biorremediação devemos levar em conta primeiramente:
  • Avaliação da natureza do composto
  • Caracterização da contaminação
  • Planejamento do tipo de biorremediação
  • Decisão por biorremediação in situ ou ex situ
Após estes procedimentos deve ser escolhido o processo da biorremediação que se queira fazer, usando plantas ou utilizando microrganismos.
Biorremediação e Organismos genéticamente modificados
Este tipo de processos é a manipulação genética de um microrganismo para que este aumente a sua taxa de degradação de poluentes, sendo inseridos genes que codifiquem enzimas catabólicas específicas para a molécula-alvo.
Lagoas de Estabilização
As lagoas podem ser de diversos tipos, como: Lagoa anaeróbia, facultativa, anaeróbia + facultativa, aerada facultativa, aerada de mistura completa + lagoa de decantação e lagoa de maturação. O processo de biorremediação das lagoas é muito simples e constitui-se unicamente por processos naturais realizados por microrganismos. O funcionamento das lagoas depende de diversos fatores ambientais externos, como: radiação solar, temperatura e vento. A principal função do mecanismos de atuação destas lagoas estariam relacionadas a redução da carga orgânica e facilitar os tratamentos subsequentes. Uma lagoa em ótima condições de funcionamento pode remover cerca de 70 a 90% da DBO (Demanda Bruta de Oxigênio).
Lodos Ativados
O processo de Lodo ativado é um tratamento biológico de efluente que é destinado a remover poluentes orgânicos biodegredáveis. O processo vai se basear na oxidação da matéria orgânica por bactérias aeróbias e facultativas em reatores biológicos seguido de decantação. O lodo decantado, ou lodo ativado, retorna ao reator biológico onde, em fase endógena, é misturado ao efluente bruto rico em poluentes orgânicos, aumentando assim a eficiência do processo.
Vantagens: 
  • Elevada eficiência na remoção de DBO
  • Nitrificação usualmente obtida
  • Possibilidade de remoção biológica de nitrogênio e fósforo
  • Baixo requisitos de área
  • Processo confiável, desde que supervisionado
  • Reduzidas possibilidades de maus odores, insetos e vermes
Desvantagens:
  • Elevados custos de implantação e operação
  • Elevado consumo de energia
  • Necessidade de operação sofisticada
  • Elevado índice de mecanização
  • Relativamente sensível a descargas tóxicas
  • Necessidade do tratamento completo do lodo e da sua disposição final
Atualmente este método de remover concentrações de poluentes tem sido recomendado pela comunidade científica, devido ao fato de não causar poluição secundária, ou causar menos. São métodos que podem ser implantados em águas superciciais e subterrâneas, solos e efluentes industriais. Muitos países vem adotando este sistemas, sendo gastos milhões de dólares. Os Estados Unidos e os países da Europa são os que mais investem nesta tecnologia.
Os fatores que poderão influenciar na biodegradação, serão fatores físicos e químicos no qual vão depender da composição da matriz do ambiente (pH, salidade, potencial oxirredução, etc), fatores extrínsicos (temperatura, umidade) e fatores relacionados ao poluente (estrutura química, presença de outros compostos, biodisponibilidade). Cada processo de Biorremedição é particular e quase sempre necessita de adequação e otimização específica para a aplicação em diferentes locais afetados, requerendo sempre uma análise integrada de parâmetros físicos, químicos e biológicos. Os principais processos ou abordagens da biorremediação é através do uso de enzimas comerciais, uso de misturas de microrganismos (bioaumentação), uso de microrganismos imobilizados, DNA recombinante e remoção microbiológicas de metais.
Como todo ser vivo, os micro-organismos necessitam de nutrientes para sua sobrevivência (nitrogênio, fosfato, carbono, energia e outros minerais). O carbono garante energia e matéria prima para que o micro-organismo cresça e possa processar os hidrocarbonetos.
Existem dois tipos de biorremediação:
  1. Biostimulation - que fornece nutrientes às populações de micro-organismos, aumentando sua população, promovendo o crescimento e consequentemente o aumento da atividade metabólica na degradação de contaminantes.
  2. Bioaugmentation - que introduz misturas específicas de micro-organismos em um ambiente contaminado ou em um biorreator para iniciar o processo da biorremediação.
Conforme a quantidade de contaminante (alimento) exposto no meio, ele proporcionará ou não um aumento de micro-organismos. Quanto mais ¨alimento¨ maior o número de micro-organismos presentes. A medida que o contaminante é degradado, a população microbiana vai reduzindo alcançando o nível de estabilidade.
Porém, a biorremediação apresenta algumas limitações como por exemplo:
  • Não é uma solução imediata.
  • Os locais a serem tratados devem estar preparados para suportar a ação dos micro-organismos.
Para cada tipo de contaminante, indicam-se espécies diferentes de micro-organismos para o processo de biorremediação.

Contaminante 
Espécie utilizada
Anéis aromáticos
Pseudomonas, Achromobacter, Bacillus, Arthrobacter, Penicillum, Aspergillus, Fusarium, Phanerocheate
Cádmio
Staphlococcus, Bacillus, Pseudomonas, Citrobacter, Klebsiella, Rhodococcus
Cobre
Escherichia, Pseudomonas
Cromo
Alcaligenes, Pseudomonas
Enxofre
Thiobacillus
Petróleo
Pseudomonas, Proteus, Bacillus, Penicillum, Cunninghamella



O uso de seres vivos no processo de degradação ou neutralização de substâncias nocivas ao meio ambiente visa promover a restauração do equilíbrio ecológico do ambiente afetado e proteger as espécies, buscando a preservação da cadeia alimentar, em todos os seus níveis tróficos. Algumas plantas, por exemplo, possuem a capacidade de absorver substâncias químicas pesadas, atuando como acumuladoras naturais desses poluentes, contribuindo assim para a recuperação da área afetada. Entretanto, não se pode esperar que a ação dos microrganismos seja imediata, uma vez que todo ser vivo tem sua ação condicionada às próprias condições encontradas no local afetado. O trabalho das empresas de biotecnologia tem se concentrado na pesquisa e desenvolvimento genético desses organismos, buscando modificar seus genes e aumentar sua eficiência despoluidora. Como se trata de um tema que envolve a biotecnologia e a possibilidade de manipulação genética dos organismos ou utilização de organismos exóticos ao meio ambiente do local, o tema da biorremediação vem sendo debatido constantemente no intuito de avaliar os prós e os contras desse processo.
Assinada e publicada em outubro de 2002, a Resolução 314 do Conama, visa disciplinar o registro de produtos com a finalidade de biorremediar solos afetados por vazamentos de petróleo e seus derivados, sendo esta uma opção viável. Seus benefícios, desde que utilizados de forma correta, recuperam ecossistemas contaminados, auxiliam no tratamento de resíduos e efluentes, bem como, na desobstrução e limpeza de dutos e equipamentos. Já, se utilizado de forma inadequada ou não sendo observados suas peculiaridades pode desequilibrar o ecossistema e danificar o meio ambiente.  Esta Resolução estabelece que os remediadores devem ser registrados no IBAMA, para que possam ser produzidos, importados, comercializados e utilizados, ficando dispensados de registro àqueles que se destinam a pesquisa e experimento necessitando da aprovação do órgão. Entende-se por produto remediador, àquele constituído ou não por micro-organismos destinados à recuperação de ambientes e ecossistemas contaminados além das outras utilizações previstas na Resolução.  Não se aplicam as disposições da Resolução aos equipamentos e materiais de recuperação mecânicos ou térmicos essencialmente, havendo exceção em caso de consórcio com os mencionados remediadores. Em caso de venda ou exposição, tais produtos devem, obrigatoriamente, exibir rótulos, bulas ou folhetos explicativos sobre sua utilização.


Fonte:
infoescola.com/ambientes.ambientebrasil.com.br/cnpma.embrapa.br/biotecnologia.com.br/revista/bio34
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