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BIORREMEDIAÇÃO DE SOLOS CONTAMINADOS - TÉCNICA PARA RECUPERAÇÃO DE SOLO E ÁGUAS SUBTERRÂNEAS CONTAMINADOS POR HIDROCARBONETOS
Objetivo
Biorremediação de solos contaminados tem o objetivo de caracterizar a eficácia da utilização de micro-organismos de ocorrência natural, especialmente selecionados, agindo como agentes catalizadores na recuperação de solos degradados através do Processo de Biorremediação Enzimática.
Biorremediação de solos contaminados:
A descontaminação de locais atingidos por contaminação antrópica pode ser obtida por técnicas de biorremediação de solos contaminados, que consiste no uso de micro-organismos naturais como bactérias, fungos e leveduras selecionadas para degradar substâncias contaminantes como, por exemplo, combustíveis, solventes, petróleo, etc., presentes no solo.
Princípio de funcionamento
Para biorremediação de solos contaminados, os microrganismos devem estar ativos e saudáveis para poderem desempenhar sua tarefa de remediação. As medidas biocorretivas visam aumentar a população microbiana criando condições ambientais propícias para o seu desenvolvimento. A medida biocorretiva a ser adotada na biorremediação de solos contaminados dependerá de vários fatores, dentre eles os tipos de micro-organismos presentes, as condições do local como pH, água no solo, quantidade de nitrogênio, potássio, fosfato, a quantidade e a toxicidade dos contaminantes. Diferentes micro-organismos degradam diferentes substâncias e alguns sobrevivem em condições extremamente adversas. As medidas biocorretivas podem ser aplicadas em condições aeróbicas ou anaeróbicas. Em condições aeróbicas, os micro-organismos se desenvolvem usando o oxigênio que, em quantidade suficiente, transforma grande quantidade de contaminantes em dióxido de carbono e água. Em condições anaeróbicas, a atividade biológica acontece na ausência de oxigênio, de tal forma que os micro-organismos decompõem os compostos orgânicos do solo para liberar a energia que necessitam. Este processo de degradação é muito mais lento que o aeróbico. As medidas biocorretivas podem ser usadas para descontaminação de solo e água e são classificadas em duas grandes categorias: in situ e ex situ. No caso das medidas in situ, o tratamento da terra contaminada ou da água subterrânea é feito no próprio local. As medidas biocorretivas ex situ consistem em escavar o solo contaminado ou extrair a água subterrânea por bomba para aplicar o tratamento em outro local.
Medidas biocorretivas in situ para o solo
A utilização das técnicas in situ de biorremediação de solos contaminados não necessita escavar o solo contaminado e, portanto, são mais econômicas e liberam menos contaminantes para o ambiente. Não obstante, podem demandar mais tempo de tratamento que as técnicas ex situ, são mais difíceis de manejar e são mais eficazes em solos permeáveis como os arenosos. As técnicas aeróbicas in situ variam em função da forma como ocorre a aeração. Podemos citar dois desses métodos: bioaeração e injeção de peróxido de hidrogênio.
Bioaeração : Os sistemas de bioaeração introduzem ar da atmosfera no solo, acima do lençol freático, por meio de poços de injeção situados nos locais contaminados. A quantidade, a localização e a profundidade dos poços dependem de muitos fatores geológicos, físicos e químicos. Usa-se um ventilador para forçar a entrada de ar no solo por meio dos poços de injeção. O ar flui pelo solo, levando o oxigênio até os micro-organismos. Pelos poços de injeção pode-se introduzir também nutrientes, como nitrogênio e fósforo, para acelerar o crescimento da população microbiana.
Injeção de peróxido de hidrogênio : Por esta técnica o oxigênio é entregue por meio da injeção de água oxigenada no solo contaminado. Por se tratar de introdução de uma substância química - peróxido de hidrogênio - no solo, que pode se infiltrar e atingir águas subterrâneas, este processo somente é utilizado em locais onde a água subterrânea já está contaminada.
Medidas biocorretivas ex situ para o solo
As técnicas ex situ produzem resultados mais rápidos, são mais fáceis de controlar e apresentam uma maior versatilidade para o tratamento de grande número de contaminantes e tipos de solo. Todavia, requerem a remoção do solo contaminado antes da biorremediação acontecer, o que impreterivelmente eleva o custo do tratamento por meio da biorremediação de solos contaminados.
Resultados
O grau de Biodegradação depende, principalmente, da toxicidade, da concentração inicial de contaminantes, das propriedades do solo contaminado e do tipo de tratamento aplicado. Os contaminantes passíveis de biodegradação são compostos orgânicos não halogenados, voláteis e semi-voláteis - petróleo bruto, combustíveis e solventes. A eficácia das medidas biocorretivas é limitada em locais com alta concentração de metais, compostos orgânicos altamente clorados e sais inorgânicos, pois esses compostos são bastante tóxicos para os microrganismos.
Biorremediação de solos contaminados por processo enzimático
Enzimas na biorremediação
Chamamos de enzimas as proteínas complexas (heteroproteínas ou proteínas derivadas) que atuam como catalisadores nos processos biológicos aumentando a velocidade de uma reação. Assim, as reações que ocorrem nos organismos vivos são catalisadas pelas enzimas . Em muitos casos, as enzimas intracelulares ou endoenzimas . Em outros casos, atuam fora da célula em que são produzidos, daí serem chamadas de enzimas extracelulares ou exoenzimas . Elas são compostas facilmente, destruídos pelo calor (temperatura acima de 70ºC), por agitação intensa, por ondas ultravioleta e ultrassonoras, por substâncias como o cianeto de sódio, o fluoreto de sódio, traços de metais pesados, ácidos ou bases, etc.
Quanto à ação, a teoria mais aceita é a de que a enzima e a substância sobre a qual vai agir (chamada substrato ) formam um composto intermediário que, posteriormente, sofre um desdobramento, regenerando a enzima. Veja nas imagens, um esquema que mostra a ação catalítica da enzima.
Os produtos biotecnológicos da biorremediação
Além dos micro-organismos que comumente participam na biodegradação da matéria orgânica no processo de biorremediação de solos contaminados, nas águas residuárias e nos sistemas de tratamento biológico de esgotos, existe também um variado conjunto de macro-invertebrados e de vegetais saprofíticos heterótrofos que promovem a biodegradação da matéria orgânica existente no solo.
O solo apresenta, em média, 5% de sua composição química constituída de matéria orgânica. Sobre essa parcela atuam várias bactérias, fungos, protozoários, vermes e artrópodes.
Existem produtos específicos para aplicações em efluentes de laticínios, caixas de gorduras, óleos e graxas e biodegradação de derivados de petróleo. As aplicações variam desde tratamento de efluentes até a recuperação de solos degradados. Essas aplicações são função das características gerais dos substratos a serem tratados e da vazão de cada sistema em particular. O tratamento aplicado é extremamente simples, do ponto de vista operacional e possui a vantagem de não gerar resíduos, pois são anaeróbicos facultativos.
