Em 2000, um trabalho realizado por CHAN e PARKIN (2000), avaliou os gases inibidores da oxidação do metano bem como da metanogênese em amostras de solos de um aterro sanitário municipal. Uma variedade de compostos incluindo acetileno, etileno, etano, cloreto de metila e fluoreto de metila foram avaliados. Os experimentos consistiram na utilização de solos esterilizados, tal como solos não tratados submetidos a diferentes concentrações desses gases. Apenas o cloreto de metila apresentou um resultado satisfatório, sendo capaz de inibir em 89% a metanogênese, ao passo que a oxidação do metano não foi significantemente afetada. Entretanto, o trabalho não traz informações sobre o potencial de oxidação anaeróbia do metano, como taxa de consumo atribuída aos micro-organismos metanotróficos.
Posteriormente, em pesquisa feita por KNIEF et al. (2003), amostras coletadas do horizonte superficial do solo (5 a 20 cm da superfície do solo) na Alemanha, Itália e Holanda foram incubadas a 25oC em frascos de 120 mL lacrados com batoque de borracha. As amostras foram incubadas sob atmosfera de metano (100 a 400ppmv) e o decaimento do metano no
headspace foi mensurado por meio de um cromatógrafo com detector por ionização de
chama. As taxas de oxidação do metano foram estimadas por regressão linear. O tempo de incubação variou de acordo com a atividade das amostras e incluíram de 3 a 12 pontos para elevadas concentrações de metano. As taxas máximas de oxidação de metano variaram de 0,01 a 3,11nmol CH4.g-1.h-1.
Pesquisas realizadas por ETTWIG et al. (2009), com uma cultura enriquecida a partir de sedimentos de valas agrícolas e sedimentos de água doce, investigou a oxidação do metano através de experimentos em batelada utilizando-se toda a cultura enriquecida a partir do dia 146. Os dados obtidos mostraram uma taxa de atividade de consumo de metano de aproximadamente 0,18nmol de CH4. min-1 mg protein -1. Nesse trabalho, o metano foi adicionado a uma concentração que variou de 2,5% a 10% de metano no headspace dos frascos e incubado a 30ºC. A concentração de metano foi medida via cromatografia.
A partir de projeto conduzido por MARTINEAU et al. (2010), amostras do solo do ártico canadense (permafrost) foram incubadas em um meio contendo sais minerais ou adicionadas diretamente em frascos de vidro de 120mL (sem o tratamento com meio mineral). O meio mineral (NMS) é um meio de crescimento utilizado para enriquecimento e isolamento de bactérias metanotróficas e este foi adicionado para estimular a degradação de metano no solo.
Os frascos foram selados com batoque de borracha e 1mL de 13CH4 foi injetado no headspace de cada microcosmo. As amostras foram incubadas a 4°C ou à temperatura ambiente sob agitação de 160rpm. Amostras autoclavadas também foram utilizadas como controle negativo para a degradação do metano. O headspace foi monitorado por cromatografia gasosa e quando mais de 90% do metano foi consumido, o microcosmos foi lavado com ar estéril para evitar a acumulação de CO2 e injetou-se novamente 1mL ou 5mL de 13CH4 ou 12CH4. Os resultados mostraram que os solos apresentam a capacidade para oxidar o metano tanto a 4ºC como à temperatura ambiente, mas que as taxas de oxidação foram maiores à temperatura ambiente, bem quando a solução nutriente foi adicionada, mostrando que estas condições podem favorecer a oxidação biológica do metano. Os valores para a oxidação do metano sem a adição do meio mineral variaram de 2,5 a 7,5 nmol CH4.g-1.d-1 (4ºC) e 7,5 a 11,5 nmol CH4.g-1.d-1 (a 25ºC). Já quando se adicionou o meio mineral as taxas de oxidação a 4º C foram aproximadamente de 100nmol CH4.g-1.d-1, ao passo que as taxas para oxidação a 25ºC, variaram de 300nmol a 550nmol CH4.g-1.d-1.
De acordo com os autores, a falta de nutrientes pode ser um fator importante que limita a atividade de bactérias metanotróficas em solos do Ártico. Com efeito, quando as amostras de solo foram incubadas com sais minerais, um meio de crescimento que foi projetado para o enriquecimento e isolamento de bactérias metanotróficas, as taxas de oxidação do metano foram de 15 a 100 vezes maior do que para as amostras de solo correspondentes incubadas sem meio mineral (MARTINEAU et al., 2010).
Ainda em 2010, um trabalho feito por MEULEPAS et al. (2010) investigou a oxidação do metano marcado (13CH4), a partir de amostras de lodo granular obtidos de três reatores UASB em escala real, sendo estes: um reator metanogênico tratando água residuária proveniente de uma indústria de papel, outro reator metanogênico tratando água de indústria de destilaria e o terceiro, um reator redução de sulfato alimentado com etanol. A amostra composta foi incubada e a taxa de oxidação apresentada foi de 11,4µmol de CH4.gSSV-1d-1.
Uma pesquisa realizada por HO et al. (2013), investigou o potencial de oxidação de metano a partir de amostras de lodo provenientes de diferentes ETEs, que representam diferentes processos de tratamento de águas resíduárias. As amostras de lodo foram provenientes de um sistema de lodos ativados, lodo proveniente de digestores de lodo e por último, lodo proveniente de um sistema designado como OLAND (do inglês - Oxygen-limited autotrophic
permite a nitrificação/desnitrificação e utilizado, portanto, para tratar águas residuárias com elevada concentração de nitrogênio. Tipicamente, esses reatores contém uma comunidade micro-organismos aeróbios e anaeróbios oxidadores de amônia (VLAEMINCK et al., 2010). Cerca de 8mL de amostras de lodo foram incubadas em frascos de 120mL sob atmosfera de metano de aproximadamente 25% a 28ºC. As amostras foram mantidas sob agitação a 120rpm. Os resultados mostraram que o total de metano consumido foi de 160, 32 (± 17,79) mmol CH4.gSSV-1 para o lodo anóxico do sistema de lodos ativados (LA) e de 34,66 (± 0,94) mmol CH4.gSSV-1 para o lodo de retorno de LA. Para o lodo de digestores anaeróbios, o total de metano consumido foi de 22,09 (± 1,02) mmol CH4.gSSV-1. E por fim, para o sistema OLAND em escala de laboratório, o resultado foi de 85,16 (± 2,69) mmol CH4.gSSV-1, ao passo que para uma escala de OLAND industrial, os valores foram bastante inferiores, sendo igual a 35,19 (± 5,71) mmol CH4.gSSV-1. A tabela 4.8 resume os trabalhos descritos na literatura bem como as taxas de oxidação do metano encontradas.
Tabela 4-8. Taxa de oxidação do metano à luz da literatura.
Amostras Atividade metanotrófica Referência Amostras de solo 0,01-3,11nmolCH4.g-1.h-1 KNIEF et al., 2010 Sedimentos de valas
agrícolas e de água doce
0,18 nmolCH4.min -1 .mg de proteína1 ETTWIG et al., 2009 Solo do ártico 2,5-7,5nmol CH4.g
-1
.d-1 MARTINEAU et al., 2010
Solo do ártico 7,5 – 11,5 nmol CH4.g -1
.d-1 MARTINEAU et al., 2010
Solo do ártico 100 nmol CH4.g -1
.d-1 MARTINEAU et al., 2010
Solo do ártico 300-550 nmol CH4.g -1
.d-1 MARTINEAU et al., 2010
Lodo granular de UASB tratando efluente
industrial
11,4 µmol CH4.gSTV.dia
-1 MEULEPAS et al., 2010 Lodo anóxico de sistema
de lodos ativados 160 mmol.gSSV -1
HO et al. (2013) Sistema ORLAND 85 mmol.gSSV-1 HO et al. (2013) Lodo de retorno de LA 34 mmol.gSSV-1 HO et al. (2013)
Lodo de digestores
anaeróbios 22 mmol.gSSV
-1
HO et al. (2013)