Remediação Ambiental

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Remediação Ambiental

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Elaboração:

Iriane Cristina Piva Produção:

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Pós-Graduação a Distância

Apresentação ... 4

Organização do Caderno de Estudos e Pesquisa ... 5

Organização da Disciplina ... 6

Introdução ... 7

Unidade I – Poluição Ambiental ... 9

Capítulo 1 – Aspectos Gerais ... 9

Capítulo 2 – Contaminação Ambiental ... 11

Unidade II – Remediação Ambiental ... 19

Capítulo 3 – Tipos de Remediação ... 19

Capítulo 4 – Estratégias para Remediação e Processos Biológicos ... 21

Capítulo 5 – Condições Ambientais que Favorecem o Desenvolvimento Microbiano ... 24

Capítulo 6 – Relação da Atividade Microbiana com Ambientes Poluídos ... 26

Unidade III – Biorremediação ... 27

Capítulo 7 – Biorremediação no Tratamento de Águas Residuais, Metais Pesados, Agrotóxicos, Fenol e Derivados, Petróleo e Derivados ... 27

Capítulo 8 – Produtos Comercializados ... 30

Capítulo 9 – Legislação Brasileira ... 32

Para (não) Finalizar ... 34

Referências ... 35

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Apresentação

Caro aluno,

Bem-vindo ao estudo da disciplina Remediação Ambiental.

Este é o nosso Caderno de Estudos e Pesquisa, material elaborado com o objetivo de contribuir para a realização e o desenvolvimento de seus estudos, assim como para a ampliação de seus conhecimentos.

Para que você se informe sobre o conteúdo a ser estudado nas próximas semanas, conheça os objetivos da disciplina, a organização dos temas e o número aproximado de horas de estudo que devem ser dedicadas a cada unidade.

A carga horária desta disciplina é de 40 (quarenta) horas, cabendo a você administrar o tempo conforme a sua disponibilidade. Mas, lembre-se, há uma data-limite para a conclusão do curso, incluindo a apresentação ao seu tutor das atividades avaliativas indicadas.

Os conteúdos foram organizados em unidades de estudo, subdivididas em capítulos de forma didática, objetiva e coerente. Eles serão abordados por meio de textos básicos, com questões para reflexão, que farão parte das atividades avaliativas do curso; serão indicadas, também, fontes de consulta para aprofundar os estudos com leituras e pesquisas complementares. Desejamos a você um trabalho proveitoso sobre os temas abordados nesta disciplina. Lembre-se de que, apesar de distantes, podemos estar muito próximos.

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Organização do Caderno de Estudos e Pesquisa

Apresentação: Mensagem da Coordenação.

Organização da Disciplina: Apresentação dos objetivos e da carga horária das unidades.

Introdução: Contextualização do estudo a ser desenvolvido por você na disciplina, indicando a importância desta para sua formação acadêmica.

Ícones utilizados no material didático

Provocação: Pensamentos inseridos no material didático para provocar a reflexão sobre sua prática e seus sentimentos ao desenvolver os estudos em cada disciplina.

Para refletir: Questões inseridas durante o estudo da disciplina para estimulá-lo a pensar a respeito do assunto proposto. Registre sua visão sem se preocupar com o conteúdo do texto. O importante é verificar seus conhecimentos, suas experiências e seus sentimentos. É fundamental que você reflita sobre as questões propostas. Elas são o ponto de partida de nosso trabalho.

Textos para leitura complementar: Novos textos, trechos de textos referenciais, conceitos de dicionários, exemplos e sugestões, para lhe apresentar novas visões sobre o tema abordado no texto básico.

Sintetizando e enriquecendo nossas informações: Espaço para você fazer uma síntese dos textos e enriquecê-los com sua contribuição pessoal.

Sugestão de leituras, filmes, sites e pesquisas: Aprofundamento das discussões.

Praticando: Atividades sugeridas, no decorrer das leituras, com o objetivo pedagógico de fortalecer o processo de aprendizagem.

Para (não) finalizar: Texto, ao final do Caderno, com a intenção de instigá-lo a prosseguir com a reflexão.

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Ementa:

Tipos de remediação. Estratégias para remediação. Utilização da biorremediação como tecnologia emergente na descontaminação de ambientes. Relação da atividade microbiana com ambientes poluídos. Condições ambientais que favorecem o desenvolvimento microbiano. Recuperação de áreas contaminadas por acidentes. Biorremediação no tratamento de águas residuais; metais pesados; agrotóxicos; fenol e derivados; petróleo e derivados.

Objetivos:

• Aprofundar os conhecimentos sobre os principais fatores que causam as contaminações ambientais. • Ampliar a compreensão das atividades antrópicas como causas da degradação ambiental.

• Desenvolver a concepção das medidas recuperadoras utilizadas na remediação ambiental. • Estimular uma reflexão crítica sobre a eficácia de cada um dos processos remediadores.

Unidade I – Poluição Ambiental

Carga horária: 5 horas

Conteúdo Capítulo

Aspectos Gerais 1

Contaminação Ambiental 2

Unidade II – Remediação Ambiental

Tipos de Remediação 3

Estratégias para Remediação e Processos Biológicos 4

Condições Ambientais que Favorecem o Desenvolvimento Microbiano 5

Relação da Atividade Microbiana com Ambientes Poluídos 6

Unidade III – Biorremediação

Biorremediação no Tratamento de Águas Residuais, Metais Pesados,

Agrotóxicos, Fenol e Derivados, Petróleo e Derivados 7

Produtos Comercializados 8

Legislação Brasileira 9

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Pós-Graduação a Distância A contaminação dos solos e das águas por substâncias poluentes, resíduos e acidentes ambientais tem-se tornado uma preocupação crescente desde o século passado e vem trazendo muitos malefícios ao homem e ao meio ambiente. A biodiversidade é uma das propriedades fundamentais da natureza, responsável pelo equilíbrio e pela estabilidade dos ecossistemas; e esta, em muitas situações, sofre um comprometimento irreversível com tais poluentes. De acordo com o tipo de contaminante e as características físicas, químicas e biológicas do local atingido, devem-se adotar técnicas adequadas para cada caso. Na busca de alternativas para despoluir áreas contaminadas por diversos compostos orgânicos, tem-se optado por soluções que englobam: eficiência na descontaminação, simplicidade na execução, tempo demandado pelo processo e menor custo.

Nas últimas décadas, muitas tecnologias tem sido desenvolvidas no intuito de remediar tais contaminações e uma das alternativas para recuperar locais impactados foi promover a biodegradação desses poluentes, utilizando a diversidade microbiana.

Ao final desta disciplina, iremos perceber o quanto as atividades antropogênicas têm degradado o meio ambiente e quais medidas vêm sendo aplicadas na recuperação delas.

Aproveite essa oportunidade e busque a maior quantidade de informações para o seu maior aproveitamento!

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Poluição Ambiental Unidade I

Capítulo 1 – Aspectos Gerais

Atente para os seguintes conceitos: áreas contaminadas, poluentes ambientais, xenobióticos e resíduos.

Desde os primórdios, a humanidade vem provocando modificações no meio em que vive. Se, no princípio, essas alterações eram desprezíveis, elas se acentuaram ao longo do tempo e se agravaram com a chegada das atividades agrícolas e com a aceleração dos processos industriais no século XX, gerando os chamados poluentes ambientais decorrentes da produção e má administração dos resíduos. A disposição e o tratamento dados aos resíduos produzidos eram bastante precários e se refletem, atualmente, nas inúmeras áreas contaminadas em todo o mundo, afetando a saúde pública e a biodiversidade.

Uma área contaminada pode ser definida como uma área, local ou terreno onde há comprovadamente poluição ou contaminação causada pela introdução de quaisquer substâncias ou resíduos que nela tenham sido depositados, acumulados, armazenados, enterrados ou infiltrados de forma planejada, acidental ou até mesmo natural. Os poluentes ou contaminantes podem ser transportados propagando-se por diferentes vias, como o solo, as águas subterrâneas e superficiais, alterando suas características naturais de qualidade e determinando impactos negativos e/ou riscos sobre os bens a proteger, localizados na própria área ou em seus arredores.

Poluentes ambientais são detritos sólidos, líquidos ou gasosos nocivos à saúde, de origem natural ou industrial, que são lançados no ar, na água ou no solo. É qualquer substância que, lançada para o meio, interfere no funcionamento de parte ou de todo o ecossistema. Muitos desses poluentes têm sido sintetizados pelo homem, como a grande maioria dos pesticidas, muitos dos quais não têm semelhanças com os compostos químicos naturais e são por isso conhecidos como xenobióticos1_{(xeno = estranho, biótico = vida).}

XENOBIÓTICOS: Substâncias sintetizadas artificialmente que não existem normalmente no meio ambiente.

1 Xenobióticos: Composto químico totalmente sintético que não ocorre naturalmente na Terra.

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Já os resíduos são definidos como aquilo que resta de qualquer substância e que resulta de atividades da comunidade, de origem: industrial, doméstica, hospitalar, comercial, agrícola, de serviços e de varrição. Consideram-se também resíduos, os lodos provenientes de sistemas de tratamento de água.

Muitos resíduos do processo produtivo são descartados no meio ambiente, sem levar em conta os riscos de seu impacto nos diferentes componentes bióticos dos ecossistemas naturais ou transformados. Na agricultura, muitos insumos utilizados, como fertilizantes e agrotóxicos, podem representar riscos ambientais e à saúde humana, se utilizados de forma abusiva e sem considerar as particularidades dos agroecossistemas.

Esse comprometimento do meio ambiente interfere negativamente no próprio desempenho de atividades econômicas na medida em que elevam os custos de recuperação de recursos básicos como água e solo; restringem a atratividade e o uso de bens naturais para o turismo e o entretenimento; provocam o desequilíbrio das populações aquáticas, particularmente na região costeira, reduzindo a exploração da pesca, assim como a alternativa representada pela aquicultura.

O lixo disposto sem qualquer tratamento polui o solo alterando suas características físicas, químicas e biológicas tornando-o inóspito à vida. Além disso, contamina as águas subterrâneas e as de superfície, permitindo a proliferação de vetores2_{, prejudiciais à saúde pública. Se queimado, o lixo pode liberar substâncias tóxicas e perigosas poluindo}

o ar. A maioria das doenças dos países em desenvolvimento está diretamente relacionada à falta de saneamento. Todos os problemas de resíduos e poluentes, já presentes no meio ambiente, requerem ações para a sua remediação ou descontaminação, de modo que os seus efeitos ambientais negativos sejam minimizados ou eliminados. Existem várias técnicas que são utilizadas no intuito de remediar áreas já degradadas, mas para cada uma é necessário adotar formas de tratamento dirigidas, dependendo de cada caso. O tratamento depende do tipo de resíduo/poluente e das características da própria área. As tecnologias disponíveis para o tratamento desses resíduos e poluentes são diversas e, muitas vezes, precisam ser utilizadas em conjunto, para que se possa enfrentar o problema da mistura dos diversos componentes tóxicos, que não podem ser tratados de uma única forma. Para obter êxito na remediação ambiental, primeiramente é necessária uma análise do local contaminado, para que se conheçam as características das áreas e dos impactos causados pela contaminação, o que proporciona os instrumentos necessários à tomada de decisão quanto às formas mais adequadas de intervenção.

Analise na região onde você mora os tipos de poluentes ambientais e/ou resíduos existentes. Observe a origem deles e se há alguma medida reparadora.

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Capítulo 2 – Contaminação Ambiental

O meio ambiente não têm capacidade de assimilar a quantidade de detritos que são produzidos cada vez mais pelas sociedades industrializadas.

Theodoro, 2004

A contaminação ambiental pode ocorrer devido ao uso de compostos persistentes no solo; de aterros para tratamento de resíduos urbanos ou resíduos perigosos; de acidentes como derramamento de óleo e petróleo, entre outros. Considerando os poluentes ambientais separadamente temos: as substâncias poluentes, os resíduos e os acidentes ambientais.

Substâncias poluentes e resíduos

Os poluentes ambientais são compostos químicos de origem sintética ou natural liberados por meio de atividades antropogênicas, no ambiente, onde eles têm efeitos indesejáveis para o ambiente, ou para o homem via ambiente. O efeito no ambiente pode ser observado por organismos vivos ou em recursos não vivos. Na maior parte das vezes, o efeito indesejável é um efeito tóxico, isto é, um efeito prejudicial ao processo da vida.

Já os resíduos provenientes de atividades industriais, domésticas, hospitalares, comerciais, agrícolas e tratamento de água podem ser classificados de acordo com:

• seu estado físico: gasoso, líquido ou sólido; • sua composição química: orgânico, inorgânico;

• sua origem: doméstica, industrial, hospitalar, entre outros;

• e seu grau de periculosidade como são considerados os resíduos tóxicos: pilhas não alcalinas, baterias, tintas, solventes, embalagens de agrotóxicos, entre outros.

Entre as principais atividades antrópicas1_{e suas consequ ências, têm-se:}

• a irrigação, que provoca a eutrofização2_{de lagos, rios, reservatórios, estuários e águas costeiras;}

• o lançamento de efluentes industriais, que causa alteração no nível das águas e no ciclo hidrológico; • o lançamento de esgotos sanitários, que leva a alteração nas cadeias alimentares existentes; • a produção e a disposição de resíduos agrícolas, que provocam toxicidade nos sistemas aquáticos;

• a produção e a disposição de resíduos sólidos (urbanos, hospitalares etc.), que levam ao aumento nos custos dos sistemas de tratamento de águas de abastecimento.

1 Antrópico: Relativo à ação do homem sobre a natureza; ligado à presença humana,

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Os resíduos mais comuns são os sanitários e os produzidos pela atividade agropecuária e são constituídos, em sua maioria, por matéria de origem orgânica. Um número significante de compostos sintéticos, ou xenobióticos, muitos dos quais são pesticidas, solventes orgânicos e compostos poliaromáticos e halogenados, tais como as dioxinas, também compõem a gama de poluentes orgânicos que persistem e acumulam no ambiente. A Tabela 1 mostra as principais substâncias poluentes e suas fontes de poluição.

Tabela 1:

SUBSTÂNCIAS POLUENTES FONTES INDUSTRIAIS

Benzeno, tolueno, etilbenzeno e xileno Combustíveis fósseis, solventes

Estireno Plásticos

Hidrocarbonetos policíclicos aromáticos Combustíveis fósseis, preservantes de madeiras Alquilfenóis Surfactantes, detergentes

Sulfoaromáticos Surfactantes, detergentes, corantes Aminoaromáticos Pesticidas, corantes, pigmentos, fármacos

Azoaromáticos Corantes

Nitroaromáticos Explosivos, fármacos, pesticidas, corantes Clorofenóis e dioxinas Preservantes de madeiras, pesticidas Hidrocarbonetos cloroaromáticos e bifenilas policloradas Pesticidas, solventes, fluidos hidráulicos

Fonte: Field et al., 1995 apud Vazoller, 2005; com modificações.

Entre os exemplos mais importantes dos hidrocarbonetos policíclicos aromáticos, têm-se o naftaleno, antraceno, fenantreno, pireno, fluoranteno, benzantraceno e benzopireno, compostos que possuem baixa solubilidade em água e tendem a ser fortemente sorvidos ao solo e, portanto, menos biodegradados. São persistentes no ambiente, além

de carcinogênicos3_.

No grupo dos aromáticos clorados estão alguns dos poluentes mais perigosos, como fenóis clorados, bifenilas policloradas, dioxinas cloradas e benzenos clorados.

Dentre os compostos nitroaromáticos destacam-se trinitrotolueno – TNT, ácido pícrico e muitos outros resultantes de industrialização ou de transformação de explosivos. O TNT é mutagênico e apresenta efeito tóxico em algas, peixes, seres humanos e vertebrados.

Entre as substâncias poluentes, serão detalhados os agrotóxicos e o lixo urbano e industrial, devido à grandeza de seus impactos no meio ambiente.

Agrotóxicos

Com a Segunda Guerra Mundial, diversos produtos químicos foram sintetizados, observando-se um grande crescimento e desenvolvimento da indústria química. Foram produzidas muitas substâncias químicas utilizadas para controle de pragas e de vetores. O uso dessas substâncias se intensificou com a mecanização da lavoura e propiciou, além do êxodo rural e concentração de propriedades, um processo intenso de exposição das populações a esses agentes. Entre os poluentes químicos, pelos seus impactos negativos à saúde humana, destacam-se o chumbo e o mercúrio.

A agricultura é uma das atividades humanas que vem se caracterizando como uma das principais degradadoras de ecossistemas naturais, principalmente pela adoção de um modelo de produção baseado na monocultura e no uso intensivo de insumos químicos que acarretam desequilíbrios biológicos e contaminação ambiental. Em todo o planeta, 66% dos solos agriculturáveis já foram degradados pelas monoculturas, que destroem a biodiversidade e utilizam grande quantidade de agroquímicos.

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Os agrotóxicos podem ser persistentes, móveis e tóxicos no solo, na água e no ar. Tendem a acumular-se no solo e na biota, e seus resíduos podem chegar às águas superficiais, por escoamento, e, às subterrâneas, por lixiviação4_.

Dos produtos perigosos utilizados como pesticidas, inseticidas e herbicidas, destacam-se os seguintes.

• Os organoclorados, como o diclorodifeniltricloretano – DDT (usado no controle da malária, porém altamente persistente no meio ambiente), foram usados intensamente no passado e atualmente são proibidos; no entanto, ainda existem depósitos abandonados em todo país, sobretudo no estado do Rio de Janeiro.

• Aldrin – 2751: inseticida à base de organofosforados, usado no combate de formigas.

• 2,4 D – 2765: herbicida à base de fenóxidos altamente cancerígeno; foi usado na área da usina hidrelétrica de Tucuruí/PA.

• Antu-alfanaftiltiouréia – 1651: raticida.

Entre as diversas situações de risco para a saúde, originadas por processos produtivos, deve-se destacar a contaminação por agentes químicos. Isso porque são em número elevado e, para a grande maioria deles, ainda não estão disponíveis conhecimentos toxicológicos, ecotoxicológicos, metodologias e tecnologias, tanto para o diagnóstico dessas situações, quanto para o desenvolvimento de atividades de vigilância que visem à sua prevenção e ao seu controle. Também desordenada ocupação dos solos urbanos, com cidades sem infraestrutura de saneamento ambiental, propicia a proliferação de pragas, induzindo suas populações à utilização de biocidas5_{em seus lares, sem que sejam consideradas}

as susceptibilidades individuais dessas exposições.

Primavera Silenciosa. Rachel Carson. Ed. Melhoramentos.

Neste livro, a autora afirmava que o uso indiscriminado de agrotóxicos, além de acarretar sérios riscos de câncer e outras doenças, prejudicaria o planeta a ponto de os pássaros deixarem de cantar na primavera.

Lixo urbano e industrial

Devido à crescente produção de lixo nos centros urbanos e à falta de locais adequados para receber todo esse montante gerado diariamente, vários problemas são originados, entre eles ambientais, sanitários, econômicos e sociais. A produção de lixo seja industrial, hospitalar ou domiciliar vem se agravando cada vez mais devido ao crescimento populacional e aumento do poder aquisitivo das pessoas. Esses resíduos6_{, na grande maioria das vezes, não possuem um local adequado para recolhimento e}

os locais adequados são sempre insuficientes para suportar tamanha quantidade produzida nos centros urbanos.

O lixo produz um líquido de cor negra denominado chorume, característico de materiais orgânicos em decomposição. A descarga desse líquido nos cursos d’água, seja pela depressão natural do terreno ou seja por meio das chuvas, provoca redução de oxigênio das águas, podendo exterminar os organismos aeróbios.

O aterramento e o despejo de esgotos domésticos em áreas urbanas e nos mangues são intensos, representando um sério problema de saúde pública. A qualidade de vida baseia-se na qualidade ambiental, porém os prejuízos sobre os manguezais resultam, sobretudo, de ações antrópicas.

4 Lixiviação: Processo físico de lavagem das rochas e solos pelas águas das fortes chuvas (enxurradas) decompondo as rochas e carregando os sedimentos para outras áreas, extraindo, dessa forma, nutrientes e tornando o solo mais pobre.

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A poluição das águas dos manguezais por atividades industriais, como mineração, descargas de efluentes químicos e térmicos e os derivados de petróleo, é responsável pela maioria dos impactos instantâneos, e às vezes irreversíveis, sobre a fauna e a flora.

Outros poluentes que surgiram com o processo de industrialização foram os corantes sintéticos extensivamente usados nas indústrias têxteis e liberados nos recursos hídricos, causando impacto negativo ao meio ambiente. Lavanderias e tinturarias industriais poluem os rios devido à presença desses compostos nos efluentes. Corantes de natureza aromática são prejudiciais à saúde humana, além de dificultar o processo de fotossíntese.

No Brasil, não há estimativas sobre o número de áreas contaminadas por resíduos perigosos. Entretanto, mesmo que um resíduo não seja originalmente caracterizado como perigoso, se não tratado de maneira adequada, fatalmente tornar-se-á fonte de contaminação ambiental e risco à saúde humana. A área onde estejam despejados pode vir a ser considerada contaminada e ambientalmente degradada. Dependendo dos processos biológicos naturais que ocorram nesses depósitos e das substâncias neles geradas a partir desses processos, a área de despejo pode ser considerada como uma área de resíduos perigosos, já que processos biológicos podem gerar substâncias perigosas.

Curta metragem “Ilha das Flores” de Jorge Furtado – A Ilha das Flores está localizada no município de Porto Alegre, numa APA no Delta do Jacuí. Essa ilha, na época em que foi produzido o filme, recebia parte do lixo de Porto Alegre, que era depositado a céu aberto e, durante as chuvas, era levado pela água, poluindo o Guaíba.

Como é depositado o lixo na sua cidade?

Acidentes Ambientais

Os desastres ambientais têm provocado sérias consequências sobre a saúde da população e ao meio ambiente. Os efeitos desses acidentes sobre a vida dependem de muitos fatores como, por exemplo, os tipos de seres que são afetados; a quantidade de poluente derramado ou resíduo gerado; a estação do ano; a presença de outros poluentes, entre outros aspectos. Apesar de os acidentes ambientais serem um problema atual, há relatos de escapamento de petróleo de camadas sedimentares do fundo dos oceanos há milhões de anos.

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armazenando derivados de hidrocarbonetos. São comuns os problemas de vazamentos de combustíveis por meio de tanques velhos. Na maior parte das vezes, esses acidentes demoram a ser identificados, o que resulta na contaminação do lençol freático. No Brasil, existem vários oleodutos e gasodutos que conduzem derivados do petróleo. Esses dutos requerem obras de engenharia complexas para transporem rios. Além disso, são comuns os acidentes envolvendo navios petroleiros com a limpeza dos tanques, ou vazamentos, na plataforma brasileira, comprometendo a faixa costeira. Muitas espécies marinhas já foram extintas devido aos danos causados por derramamento de óleo. Sempre que um petroleiro derrama óleo no mar o dano é gigantesco. Algumas formas de vida marinha já foram extintas apenas devido a isso. Quando o óleo atinge a água do mar, ele se espalha pela superfície e forma uma camada compacta que leva anos para ser absorvida. Isso impede a oxigenação da água, matando a fauna e a flora marinhas e alterando o ecossistema. Estima-se que sejam despejadas anualmente nos oceanos cerca de um milhão de toneladas de óleo apenas devido a vazamentos de poços, terminais portuários e limpeza dos tanques dos petroleiros.

O impacto ambiental causado por vazamento de óleo na costa brasileira tem sido uma ameaça permanente à integridade dos ecossistemas costeiro e marinho. Com o aumento da produção petrolífera, um grande número de ocorrências de vazamentos e derrames acidentais de petróleo em operações rotineiras (com pequena e média gravidade) tem sido registrado: 191 acidentes entre 1974 e 1994 e 18, entre 1995 e 1998 (Tabela 2), contribuindo para a poluição crônica em áreas próximas.

Tabela 2:

Data Acidente Local contaminado Responsável

Julho de 1992 Vazamento de 10 mil litros de óleo de manancial Rio Cubatão/SP Maio de 1994 Derramamento de 2,7 milhões de litros de óleo Litoral norte paulista

Março de 1997 Vazamento de 2,8 milhões de óleo combustível Manguezais na Baía de _Guanabara/RJ Rompimento de um duto da _Petrobras Julho de 1997 Vazamento de FLO(1) _{Rio Cubatão/SP} _Petrobras

Agosto de 1997 Vazamento de 2 mil litros de óleo combustível Ilha do Governador/RJ Petrobras Outubro de 1998 Vazamento de 1,5 milhão de litros de óleo _combustível Rio Alambari/RJ Petrobras

Agosto de 1999 Vazamento de 3 mil litros de óleo Igarapé do Cururue rio Negro _Manaus/AM Oleoduto da refinaria da _{Petrobras (Reman)} Agosto de 1999 Vazamento de 3m3_{de nafta de xisto}(2) _Curitiba

Novembro de 1999 Vazamento de óleo e água sanitária Rio Siriri/SE (3) _Petrobras

Janeiro de 2000 Vazamento de 1,3 milhões de óleo combustível Baía de Guanabara (4) Rompimento de um duto da

Petrobras

Janeiro de 2000 Vazamento de 200 litros de óleo diluente O vazamento foi contido na _{Serra do Mar} Problemas em um duto da _Petrobras Fevereiro de 2000 Vazamento de 500 litros de óleo Rio Paraíba São José dos _Campos/SP Transbordamento na refinaria _{da Petrobras} Março de 2000 Vazamento 18 mil litros de óleo cru Litoral gaúcho, Tramandaí/RS Petrobras

Março de 2000 Derramamento de 7.250 litros de óleo Canal de São Sebastião litoral _{norte de São Paulo}

Junho de 2000 Derramamento de 380 litros do combustível Ilha d’água, na Baía de _Guanabara. Navio Cantagalo, que presta _{serviços à Petrobras} Julho de 2000 (5) _{Derramamento de 4 milhões de litros de óleo} Rios Barigüi e Iguaçu, no

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Julho de 2000 60 mil litros de óleo diesel Ponta Grossa Descarrilamento de trem da _ALL(6)_,

Setembro 2000 Vazamento de 4 mil litros de combustível Em Morretes, córrego _Caninana Descarrilamento de trem da _ALL Novembro de 2000 Vazamento de 86 mil litros de óleo Praias de São Sebastião _Ilhabela/SP Cargueiro (Petrobras) Janeiro de 2001 Vazamento de mais de 150 mil barris de _combustível Arquipélago de Galápagos Um acidente com o Navio _Jéssica Fevereiro de 2001 Vazando 4 mil litros de óleo diesel Córrego Caninana Rompe mais um duto da _Petrobras Abril de 2001 Derramamento de 30 mil litros de óleo Rios do Padre e Pintos/PRQ Acidente com um caminhão da _Petrobras Abril de 2001 Vazamento de óleo do tipo MS 30, uma emulsão _asfáltica Rio Passaúna, região _{metropolitana de Curitiba}

Maio de 2001 Derramamento de 35 mil litros de óleo diesel Área de Preservação Ambiental de Campo Grande/ MS

Um trem da Ferrovia Noroeste descarrilou

Maio de 2001 Vazamento de 200 mil litros de óleo Rio Tietê e do córrego _Cachoeirinha O rompimento de um duto da _Petrobras Junho de 2001 Vazamento de Gás liquefeito de petróleo (GLP) Km 20 da rodovia Castelo _Branco Duto da Petrobras

Agosto de 2001 Um vazamento de óleo Atingiu 30 km nas praias _{litoral norte baiano}

Agosto de 2001 Vazamento de 715 litros de petróleo Baía de Ilha Grande, Angra dos _Reis/RJ Navio Princess Marino Setembro de 2001 Vazamento de gás natural atingiu uma área de _{150 metros de um manguezal} 46km de Salvador/BA Petrobras

Outubro de 2001 Vazamento de 150 litros de óleo São Francisco do Sul, litoral _{norte de Santa Catarina} Fevereiro de 2002 50 mil litros de óleo combustível vazaram do transatlântico inglês Caronia, atracado no Pier da

Praça Mauá

Baía de Guanabara, Rio de

Janeiro Petrobras Junho de 2002 8 mil litros de óleo diesel vazaram do tanque, contaminando o lençol freático, que acabou

atingindo um manancial da cidade

Bairro Rancho Grande de Itu, no interior paulista Shell Novembro de 2002 Navio Prestige, das Bahamas, partiu ao meio e derramou 10 mil toneladas de óleo e mais de 290

km da costa e 90 praias foram contaminadas Galícia, Espanha

Junho de 2003 Vazamento de 25 mil litros de petróleo no Pier _{Sul do Terminal Martin Almirante Barroso} São Sebastião, litoral norte de _{São Paulo} Transpetro Março de 2004 2 mil litros de petróleo vazaram de um navio desativado, Meganar, pertencente a uma

empresa privada

Baía de Guanabara, Rio de

Janeiro Empresa privada

Novembro de 2004

Navio chileno Vicuña, carregado com 11 mil toneladas de metanol explodiu três vezes e afundou totalmente com pelo menos metade da carga em seu interior. Acredita-se que possam ter vazado entre 3 e 4 milhões de litros de três tipos de combustíveis

Baía de Paranaguá/PR Sociedad Naviera Ultragas

(1) Produto usado para a limpeza ou selagem de equipamentos. (2) Produto que possui benzeno.

(3) A pesca no local acabou após o acidente. (4) A mancha se espalhou por 40 quilômetros quadrados.

(5) O acidente levou duas horas para ser detectado, tornando-se o maior desastre ambiental provocado pela Petrobras em 25 anos. (6) Companhia América Latina Logística – ALL.

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Além de acidentes com petróleo, inúmeros registros de acidentes com produtos perigosos são provocados, na maioria dos casos, por falta de observação às normas de segurança, construção e manutenção. São considerados produtos perigosos aqueles que representam risco à vida, ao meio ambiente e ao patrimônio individual ou público. Dentre os principais acidentes com produtos perigosos destacam-se:

• O descarrilhamento de um trem transportando gasolina e álcool no Município de Ipojuca/BA causou um grande incêndio que tomou conta de toda a área com os combustíveis vazados e de toda a composição ferroviária de vagões carregados, ocasionando a morte de mais de 100 pessoas.

• A Petrobras enterrou uma rede de dutos para transporte de combustíveis, sobre a qual a população de Vila Socó (Cubatão/SP) construiu uma favela. Com o vazamento de um dos dutos, o combustível derramado gerou um grande incêndio, com mais de 500 mortos.

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Remediação Ambiental Unidade II

Capítulo 3 – Tipos de Remediação

Devido à crescente conscientização sobre a necessidade de se preservar o ambiente, medidas remediadoras têm sido utilizadas em vários países para conter as contaminações em larga escala. Uma grande variedade de processos químicos, físicos e biológicos têm sido utilizados na recuperação de áreas contaminadas e, entre os sistemas químicos e físicos convencionais, disponíveis têm-se:

• A incineração e a disposição do solo contaminado em aterros ou contêineres apropriados, que apesar de serem alternativas usuais, implicam a remoção do solo, com riscos de contaminação durante o processo de transporte e armazenagem; além disso, a incineração pode gerar emissões de poluentes muito mais tóxicos que os contaminantes originais.

• O bombeamento e tratamento que é baseado na extração de águas contaminadas do subsolo por bombeamento e tratamento ex situ 1_{de efluentes para satisfazer critérios ambientais preestabelecidos, sendo um dos métodos}

mais comuns no tratamento de aqüíferos contaminados.

• O Sistema air stripping é um processo físico de transferência de massa, usado para remoção dos compostos orgânicos voláteis presentes na água subterrânea contaminada. O sistema utiliza ar, relativamente limpo, para remover compostos dissolvidos na água, transferindo-os para a fase gasosa. É na limitação que ocorre a transferência de contaminantes de um meio para o outro, não existindo nenhuma destruição do contaminante. Por conseguinte, os riscos de se emitir poluentes para a atmosfera devem ser cuidadosamente avaliados.

• O Sistema de Extração de Vapores no Solo também é uma tecnologia usada para remover contaminantes orgânicos voláteis e alguns combustíveis do solo, porém somente para a zona não saturada, onde o gás retirado deve passar por uma extração de tratamentos de vapores. O processo envolve fluxo contínuo de ar no solo promovendo a biodegradação in situ 2_{dos compostos de baixa volatibilidade que podem estar presentes. Vários}

fatores podem limitar a eficiência da remediação como: solos compactos muito úmidos ou muito secos, ou ainda grandes quantidades de matéria orgânica. O resultado da produção de efluentes gasosos, líquidos residuais e resíduos poderá requerer tratamento com carvão ativado.

• O Sistema de aeração in situ ou air sparging utiliza ar injetado para remover os compostos voláteis e pode ser aplicado em meios saturados e não saturados. Esse sistema também pode favorecer a biodegradação aeróbica de determinados compostos por incrementar a quantidade de oxigênio dissolvido nas águas do aquífero (biosparging). É utilizado, em particular, em sítios contaminados por hidrocarbonetos do petróleo e certos compostos clorados e deverá ser utilizado em conjunto com um sistema de extração de vapores, para onde os contaminantes são carregados. Essa tecnologia opera com altas taxas de fluxo de ar, a fim de se manter contato constante entre a água e o solo e propiciar maior aeração da água subterrânea.

1 Ex situ: biorremediação realizada em outro local, havendo a necessidade de remoção do solo.

2 In situ: biorremediação realizada no próprio local contaminado não havendo necessidade de remoção do solo.

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Há também métodos de remediação que promovem a transformação química in situ dos contaminantes. É uma tecnologia baseada na injeção de oxidantes químicos em meios contaminados (água subterrânea e solo), com o objetivo de destruir o contaminante mediante reações químicas e converter a sua massa em compostos inertes encontrados na natureza. As tecnologias de oxidação química convertem os contaminantes em formas não tóxicas. Agentes oxidantes incluem o permanganato de potássio, peróxido de hidrogênio e o ozônio. Os agentes redutores podem incluir o ferro metálico, zinco e o sulfato ferroso.

Há também as tecnologias de contenção física que promovem tanto o isolamento de fontes secundárias quanto o controle de migração de plumas de contaminação. O principal objetivo da contenção é tentar reduzir de imediato o risco associado com um derramamento de larga escala. As águas subterrâneas e os solos contaminados podem ser fisicamente isolados por meio de barreiras de reduzida permeabilidade. Esses sistemas são, frequentemente, acoplados a um sistema de contenção hidráulica de forma a impedir o escape de águas contaminadas, além de evitar a difusão de contaminantes pela barreira permeável.

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Capítulo 4 – Estratégias para Remediação e Processos Biológicos

As tecnologias de remediação de solos e águas subterrâneas sofreram inúmeras mudanças nas últimas duas décadas. Essas mudanças ocorreram como resultado de pressões exercidas pela indústria para que houvesse uma contínua melhoria da relação custo-benefício nas tecnologias disponíveis e com maior preferência no mercado. Assim, a indústria de remediação passou a investir em tecnologias alternativas, objetivando:

1. Soluções mais rápidas e com menores custos. 2. Tecnologias in situ não invasivas ou pouco invasivas.

3. Tecnologias complementares que promovessem a aceleração in situ da degradação natural de contaminantes, principalmente, por meio de reações mediadas biologicamente. Com isso, soluções mais sustentáveis economica e ambientalmente foram ganhando cada vez mais espaço nesse setor.

Diante desse panorama a biorremediação surgiu como uma alternativa viável na recuperação das áreas contaminadas. Entende-se por biorremediação o conjunto de tecnologias que utilizam processos biológicos aplicados à remediação de áreas poluídas, ou no tratamento de compostos orgânicos voláteis tóxicos ou efluentes contendo resíduos tóxicos que devam ser eliminados antes da descarga no ambiente. Para isso, em geral, utilizam-se microrganismos, plantas ou produtos biológicos como enzimas. No entanto, a biodegradação com microrganismos é a opção mais empregada. Tais microrganismos podem ser encontrados no próprio ambiente impactado, sendo na maioria das vezes, os responsáveis pelo desaparecimento dos contaminantes.

Biorremediação envolve o uso de organismos vivos (bactérias, fungos, plantas, entre outros) e seus produtos, para degradar poluentes e transformá-los em compostos menos tóxicos ou não tóxicos, concentrar ou imobilizar metais pesados ou pesticidas no sentido de minimizar impactos provocados pelas indústrias e reabilitar áreas contaminadas.

A biorremediação como processo tecnológico não é um tema novo, pois surgiu a partir dos trabalhos de Pasteur, em 1860, quando ele descobriu os microrganismos anaeróbios, promovendo um grande avanço na busca de qualidade de vida da humanidade. É um processo de aceleração da decomposição dos resíduos sólidos, obtida por meio da inserção de microrganismos neles. A biorremediação como ferramenta da biotecnologia, quando aplicada ao tratamento de resíduos, permite, além da eliminação de passivos ambientais, a produção de insumos e subprodutos comercializáveis. As características químicas e físico-químicas são os principais fatores determinantes para saber se um composto será acumulado ou não no ambiente. O desaparecimento de um composto no ambiente pode ser devido a degradação química, transformações microbianas ou a ambos os processos.

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As técnicas de biorremediação podem ser executadas in situ e ex situ. No primeiro, a remediação biológica é feita no próprio local de contaminação, sem a extração do meio contaminado. Já no segundo, o meio extraído é tratado em instalação de depuração específica, no local ou fora.

A utilização de técnicas ex situ pode ser necessária quando há possibilidade de os poluentes contaminarem pessoas e o ambiente próximo do solo a ser biorremediado, ou quando a presença de altas concentrações de contaminantes demanda a utilização de técnicas como compostagem, biorreatores, entre outros.

Algumas estratégias são utilizadas com o objetivo de promover uma eficiente remoção dos contaminantes do ambiente, podendo-se utilizar técnicas de biorremediação in situ, como bioaumentação, bioestimulação, biosurfactantes, fitorremediação e landfarming, ou técnicas de biorremediação ex situ, como compostagem e biorreatores.

• Bioaumentação: consiste em adicionar microrganismos já caracterizados como degradadores em uma determinada área delimitada. Técnicas moleculares têm-se mostrado eficientes para avaliar o potencial de degradação de uma bactéria e analisar se o microrganismo possui ou não a capacidade de produzir enzimas envolvidas na via de degradação dos compostos poluentes.

• Bioestimulação: ocorre com a adição de nutrientes orgânicos e inorgânicos (que estão limitados no ambiente) e a otimização de condições (pH, temperatura, umidade) do local contaminado para estimular o crescimento e metabolismo1_{dos microrganismos degradadores. Um exemplo clássico de bioestimulação foi no derramamento}

de óleo pelo petroleiro Exxon Valdez, em 1989, no Alaska, onde foram derramados 11 milhões de galões de óleo. Na ocasião, foram adicionados nutrientes inorgânicos, como o fósforo e nitrogênio, na área acidentada o que estimulou a atividade de microrganismos degradadores no local.

• Biosurfactantes: permitem emulsificar compostos poluentes insolúveis em água, como hidrocarbonetos, possibilitando uma ação biológica de diversos organismos, em especial bactérias. Desse modo, a capacidade de microrganismos em sintetizar emulsificantes é uma propriedade importante para otimizar programas de biorremediação. Pouco se conhece acerca da potencialidade e distribuição de bactérias biosurfactantes na natureza, mas já vêm sendo testadas em: aplicações ambientais, como a biorremediação e dispersão de efluentes oleosos; otimização de recuperação de óleos e a transferência de óleo cru. As biosurfactantes são potenciais candidatos para substituir surfactantes químicos. A principal vantagem dos biosurfactantes em relação aos químicos é a sua aceitação ecológica, devido a sua baixa toxicidade e biodegradabilidade no ambiente. • Landfarming: é uma técnica de biorremediação muito utilizada para o tratamento de solos contaminados com

hidrocarbonetos (composto presente no petróleo). Os microrganismos heterotróficos da camada superficial do solo são estimulados a degradar os contaminantes ali presentes, transformando-os em substâncias inertes como o material orgânico estabilizado, água e CO₂. Essa estimulação ocorre por meio do revolvimento do solo por operações de aração e gradagem (visando aerar e homogeneizar as camadas com diferentes concentrações de contaminantes), além da adição de corretivos, fertilizantes e, se necessário, de água pela irrigação. Pode-se ainda bioaumentar o solo com microrganismos de reconhecida capacidade de degradação desses contaminantes e adicionar surfactantes, visando aumentar a biodisponibilidade dos contaminantes. Essa técnica pode ser realizada in situ ou ex situ.

A técnica do landfarming é muito utilizada por refinarias e indústrias petroquímicas de vários países, inclusive do Brasil, para o tratamento de seus resíduos sólidos.

• Fitorremediação: é também uma técnica in situ, porém utiliza sistemas vegetais (árvores, arbustos, plantas rasteiras e aquáticas) e de sua microbiota2_{com o fim de remover, degradar ou isolar substâncias tóxicas}

do ambiente, como compostos inorgânicos, elementos químicos radioativos, hidrocarbonetos derivados do petróleo, pesticidas, herbicidas, explosivos, solventes clorados e resíduos orgânicos industriais. O efeito deve-se, principalmente, às raízes que modificam as condições químicas, físicas e biológicas do solo, estimulando

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a comunidade microbiana e os processos bioquímicos responsáveis pelo aumento da degradação e dissipação dos poluentes. Além disso, a cobertura vegetal do solo reduz problemas de erosão hídrica e eólica, evitando contaminação de áreas próximas.

A fitorremediação pode ser dividida em 5 tipos principais.

– Rizofiltração: técnica de tratamento de água em que os contaminantes são removidos e retidos no tecido vegetal.

– Fitoextração: contaminantes removidos do solo e retidos no tecido vegetal.

– Fitotransformação: técnica que pode ser aplicada ao tratamento da água e do solo, na qual ocorre a degradação dos contaminantes por meio do metabolismo da planta.

– Fitoestimulação: estimulação da atividade dos microrganismos degradadores dos contaminantes pela rizosfera da planta.

– Fitoestabilização: plantas utilizadas para reduzir a migração dos contaminantes no solo.

• Compostagem: tende a reduzir a quantidade de resíduos destinados aos aterros sanitários e a maximizar o seu reaproveitamento. Nesse processo de compostagem ocorre um ciclo natural em que microrganismos decompõem a matéria orgânica em nutrientes simples. A matéria orgânica é convertida em um material mais estável denominado composto ou húmus, que pode ser utilizado como adubo orgânico na recuperação de solos desgastados. Os microrganismos que participam ativamente do processo de compostagem possuem enorme diversidade. A identificação das bactérias presentes nos resíduos faz com que sejam conhecidas quais espécies e atividades microbianas estão envolvidas no processo.

• Biorreatores: são como tanques aéreos fechados onde o solo contaminado é misturado com água para formar uma suspensão com 10 a 40% de sólidos, que é mecanicamente aerada por meio de rotações. A formação dessa suspensão no interior do biorreator possibilita o aumento da disponibilidade dos contaminantes aos microrganismos degradadores. Além disso, no interior do biorreator, as condições ambientais de pH, a disponibilidade de nutrientes, a aeração e a temperatura são otimizadas para o máximo crescimento microbiano, sendo possível, também, a inoculação de microrganismos comprovadamente degradadores dos contaminantes. As desvantagens desta técnica são: a limitação da quantidade de solo tratado devido ao tamanho dos biorreatores e o elevado custo de remediação do solo, em vista da alta tecnologia utilizada nos biorreatores.

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Capítulo 5 – Condições Ambientais que Favorecem

o Desenvolvimento Microbiano

Alguns dos microrganismos sobrevivem em condições extremamente adversas, mas outros sob as mesmas condições podem morrer ou crescer muito lentamente. Para que as condições ideais sejam alcançadas, eventualmente, faz-se necessária a adição de ar, nutrientes ou outras substâncias, além de quantidades extras de microrganismos. Seguem os principais fatores que influenciam a biodegradação.

• Fatores químicos e físicos:

– composição química do poluente; – estado físico do poluente; – concentração do poluente;

– temperatura, umidade, pH, salinidade do meio; – nutrientes;

– teor de matéria orgânica do meio; – toxicidade do poluente.

• Fatores biológicos:

– distribuição dos microrganismos no meio; – tipo de organismos degradadores;

– adaptação dos microrganismos no meio contaminado; – técnicas de inoculação.

A atividade dos microrganismos biorremediadores pode ser limitada se as condições do solo não forem favoráveis à sobrevivência deles. A umidade do solo é o fator ambiental mais crítico na biodegradação, pois uma alta atividade microbiana somente ocorrerá se houver adequada disponibilidade de água para os microrganismos. A temperatura afeta a atividade metabólica, o consumo de substrato pelos microrganismos e, por consequência, a biodegradação dos compostos poluentes. O pH do solo afeta diretamente a atividade dos microrganismos por meio dos efeitos dos íons H+_{na permeabilidade celular}

e na atividade enzimática, assim como, indiretamente, pela influência na disponibilidade de macro e micronutrientes1_e

na solubilidade do alumínio e demais metais pesados, que podem ser tóxicos aos microrganismos.

A atividade microbiana é um componente fundamental nos processos de transformação e transferência de carbono, energia e nutrientes no sistema solo-planta-atmosfera, representando a base da sustentabilidade dos ecossistemas em equilíbrio. Os microrganismos comportam-se distintamente conforme a fonte e o manejo da matéria orgânica adicionada ao solo, de forma que diferentes tipos de cobertura podem induzir comportamento diferenciado aos microrganismos. A

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compreensão do potencial enzimático e fisiológico dessa microbiota pode ajudar a descobrir microrganismos importantes para utilização em biotecnologia2_.

A literatura tem demonstrado que os microrganismos isolados de condições ambientais extremas de pH, temperatura e salinidade apresentam grande potencial biotecnológico. A condição extremamente ácida do ambiente pode influenciar de forma indireta, aumentando o potencial biotecnológico dos microrganismos no processo de nitrificação3_{, na formação e}

acumulação de ácidos orgânicos, na oxidação e redução de enxofre, na oxidação do ferro, cobre, chumbo e zinco entre outros metais.

Pesquise o conceito de UBIQUIDADE e relacione com o que você aprendeu neste capítulo sobre condições ambientais que favorecem o desenvolvimento microbiano.

2 Biotecnologia: Qualquer aplicação tecnológica que utilize sistemas biológicos, organismos vivos ou seus derivados, para fabricar ou modificar produtos ou processos para utilização específica.

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Capítulo 6 – Relação da Atividade Microbiana com Ambientes Poluídos

O fato de os microrganismos serem largamente utilizados deve-se à facilidade de adaptação dos mesmos às mudanças ambientais, incluindo a capacidade de degradar compostos xenobióticos ou simplesmente diferentes dos compostos presentes em determinada área (por exemplo, em casos de acidentes com substâncias naturais, mas de origem diferente das da área em questão).

Em geral, os microrganismos estão presentes na própria área afetada, e quanto maior o tempo de exposição dos microrganismos às substâncias a serem degradadas, maior a probabilidade destes terem desenvolvido capacidade genética de codificar enzimas1_{capazes de degradar esses compostos. No entanto, em situações em que haja um número grande}

de resíduos diferentes ou de um resíduo extremamente recalcitrante, pode-se considerar a possibilidade de alterar os microrganismos por meio de engenharia genética2_{para que a substância possa ser biodegradada. Esse é um assunto}

controverso, principalmente se a tecnologia utilizada no processo de biorremediação for do tipo in situ e envolver a disseminação de microrganismos modificados no ambiente. Além dos problemas de falta de legislação para regulamentação de produtos biorremediadores, existem os associados à técnica de inoculação.

Inúmeros microrganismos têm sido testados nos processos de biorremediação de áreas degradadas, que utilizam o potencial metabólico desses microrganismos para descontaminar esses ambientes ou minimizar a contaminação. Os fungos e as bactérias são capazes de crescer sob condições ambientais não favoráveis para o crescimento de muitos organismos, como por exemplo, pH ácido e baixa provisão de nutrientes.

Os microrganismos, em geral, são os mais utilizados, destacando-se bactérias e fungos. Podem-se utilizar também, protozoários, bastante comuns em tratamentos de esgotos domésticos e industriais, que empregam o processo de lodo ativado. Além da presença dos microrganismos, estes devem ainda estar em número suficiente para efetivar o processo de degradação dentro de um período de tempo aceitável, possuir as enzimas responsáveis pela degradação do composto-alvo ativas e por fim as condições ambientais devem ser favoráveis (pH, temperatura, umidade, aeração) à degradação.

Quando se fala em tratamento de áreas degradadas poluídas ou contaminadas por resíduos sólidos perigosos, em geral, essas áreas são extensas, abertas, e a contaminação atinge não só o solo, mas também águas subterrâneas e superficiais, além de sedimentos.

A biorremediação pode ser usada como tratamento de resíduos sólidos seja em áreas controladas como os aterros, seja em áreas degradadas anteriormente, aterros mal-administrados, aterros antigos, áreas contaminadas por pesticidas, explosivos, óleo e os mais diversos compostos, advindos das mais diferentes situações: despejos, acidentes, antigos aterros, entre outros.

Sob o seu ponto de vista, a utilização de microrganismos geneticamente modificados para remediar áreas contaminadas pode trazer algum perigo ao ambiente?

1 Enzima: Catalizador biológico, geralmente de natureza protéica, que promove reações específicas.

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Biorremediação Unidade III

Capítulo 7 – Biorremediação no Tratamento de Águas Residuais,

Metais Pesados, Agrotóxicos, Fenol e Derivados, Petróleo e Derivados

Tratamento de águas residuais

As águas residuais ou residuárias são todas as águas descartadas provenientes de banhos, de cozinhas, de lavagens de pavimentos domésticos, resultantes de processos de fabricação e de chuvas, entre outros. São responsáveis pelo transporte de uma quantidade apreciável de materiais poluentes que, se não forem retirados, podem prejudicar a qualidade das águas dos rios, comprometendo não só toda a fauna e flora desses meios, mas também, todas as utilizações que são dadas a eles, como sejam: a pesca, a balneabilidade, a navegação e a geração de energia.

A disponibilidade de água potável ou aquela que é necessária para diferentes atividades antrópicas vem decrescendo a cada dia devido a uso indiscriminado, falta de estabelecimento prévio das prioridades para o período de estiagem, desperdícios e implantação de sistemas de reúso inadequados. A cada dia se faz necessário o tratamento de efluentes industriais, urbanos e de outras atividades antes que os mesmos sejam lançados novamente nos recursos hídricos. Os tratamentos que utilizam tecnologias simples, eficientes e de baixo custo poderiam contribuir para aumentar o reúso deles, juntamente com a melhoria da qualidade das águas, principalmente em regiões que apresentem um desenvolvimento acelerado. O tratamento de águas residuais pela ação de microrganismos resulta na estabilização dos compostos orgânicos poluentes, e emprega reatores (biorreatores) com diferentes configurações, constituindo ecossistemas microbianos. Os principais produtos dos processos biológicos de tratamento de rejeitos são a despoluição ambiental (removendo ou neutralizando os contaminantes) e a produção de biogás (metano), que pode ser coletado, incinerado ou utilizado como combustível para o aquecimento ou geração de energia na estação de tratamento.

O sistema de tratamento aeróbio mais comum corresponde ao processo que emprega lodo ativado. Nesse processo, a água residual a ser tratada é misturada e aerada em um grande tanque. Bactérias formadoras de limo crescem e formam flocos (massas agregadas maiores), originando um substrato ao qual protozoários e pequenos animais se ligam. Ocasionalmente, bactérias filamentosas e fungos podem estar presentes. O efluente contendo flocos é bombeado para um tanque de contenção onde os flocos são decantados. O material floculado (denominado lodo ativado) é removido e seco, sendo incinerado ou utilizado como fertilizante.

As águas residuais são coletadas por estações de tratamento, e, após esse tratamento, a água efluente encontra-se em condições adequadas para ser liberada em rios ou lagos. As Estações de Tratamento de Esgotos – ETEs, no Brasil, atendem menos de 50% da população, devido ao alto custo dos sistemas de coleta. Assim, as águas residuais sem tratamento são despejadas em rios ou no mar, causando a contaminação dos corpos d’água.

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Metais pesados

A contaminação por metais pesados é um fator desencadeante de processos tóxicos para peixes, crustáceos, plantas aquáticas, mamíferos e microrganismos. Em geral, o tratamento de ambientes contaminados por metais envolve processos físico-químicos de precipitação, floculação, eletrólise, cristalização ou adsorção1_{. Entretanto, esses processos são}

onerosos e/ou contribuem para a formação de novos contaminantes ambientais, tornando-se necessário a utilização de tecnologias mais econômicas e práticas para a remoção de metais pesados.

Normalmente, os microrganismos absorvem e acumulam metais dos ambientes onde proliferam, uma vez que metais como ferro, zinco, cobre, molibidênio, entre outros, são componentes essenciais de enzimas e outras moléculas biológicas. O metal é transformado em formas menos tóxicas ou voláteis por processos enzimáticos de oxidação, redução ou metilação. Os microrganismos interagem com os metais, tirando-os do meio em que vivem, desempenhando, assim, um importante papel nos ciclos geoquímicos desses elementos. Entre os microrganismos envolvidos nesses processos podem ser citados:

Clostridium cochlearium, Aspergillus niger, Scopulariopsis brevicaule e Saccharomyces cerevisae.

Estudos sobre ambientes ácidos como depósitos de rejeitos de carvão mostraram que esses passivos ambientais da atividade de mineração do carvão nas termoelétricas são caracterizados pela alta concentração de pirita e microrganismos capazes de oxidá-la, formando ambientes aquáticos ácidos, ricos em metais pesados em que apenas algumas espécies de microalgas são capazes de habitar. Observa-se que esses microrganismos além de bioindicadores2_{têm um grande}

potencial para biorremediação de ambientes contaminados com metais pesados.

Agrotóxicos

Alguns dos xenobióticos amplamente distribuídos são os pesticidas e correspondem a componentes comuns de lixos tóxicos. Entre eles temos os herbicidas, inseticidas e fungicidas, podendo ser de uma ampla variedade de tipos químicos, incluindo compostos clorados, anéis aromáticos, compostos contendo nitrogênio, fósforo e outros.

O uso de herbicidas, principalmente com o advento do plantio direto, vem alcançando quantidades cada vez maiores na agricultura moderna. Alguns agrotóxicos são xenobióticos e tão recalcitrantes que podem persistir no ambiente por mais de 10 anos.

O destino dos agrotóxicos no meio ambiente está diretamente relacionado às propriedades físico-químicas dos produtos, à quantidade e frequência de uso, aos métodos de aplicação, às características bióticas e abióticas de ambiente e às condições meteorológicas.

Diversas espécies de bactérias e fungos possuem a capacidade de degradar compostos xenobióticos, no qual os maiores índices são observados na rizosfera3_{, onde há uma maior diversidade e atividade bacteriana.}

Alguns estudos mostram que muitas bactérias foram capazes de degradar em diferentes graus o fungicida carbofuran e os herbicidas 2,4-D-amina, isoxaflutole, sulfentrazone e metilarsonato monossódico (MSMA).

Alguns dos inseticidas clorados são tão recalcitrantes que persistem por mais de 100 anos.

O desaparecimento de uma substância de um ecossistema não significa, necessariamente, que tenha sido degradado por microrganismos, pois a perda do agrotóxico pode também ocorrer por volatilização, lixiviação ou degradação química espontânea. Muitos xenobióticos são bastante hidrofóbicos4_{e, portanto, pouco solúveis em água – a adsorção desses} 1 Adsorção: Fixação de moléculas de uma substância na superfície de outra substância.

2 Bioindicadores: Organismos cuja presença é usada para identificar um tipo específico de comunidade biótica, ou como medida das condições ou mudanças ecológicas que ocor-rem no ambiente.

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compostos à matéria orgânica e à argila do solo e de sedimentos evita o acesso ao organismo. A adição de surfactantes ou emulsificadores, frequentemente, aumenta a biodisponibilidade e, em última análise, a biodegradação do composto xenobiótico.

Fenol e derivados

O fenol e seus derivados são constituintes comuns dos efluentes de indústrias químicas, petroquímicas, siderúrgicas e carboquímicas, representando um sério problema ecológico por ser um poluente recalcitrante5_{. Tratamentos biológicos}

são geralmente escolhidos para degradar esses poluentes, pois possibilitam a mineralização completa de xenobióticos. Muitos trabalhos utilizando técnicas de isolamento de microrganismos autóctones6_{mostram que leveduras das espécies}

Candida tropicalis, C. rugosa e Pichia membranifaciens estão presentes nesses ambientes contaminados, possuem

potencial degradativo e podem vir a ser empregadas em atividades de biorremediação ou tratamentos de efluentes contaminados com fenol e/ou derivados.

Petróleo e derivados

A poluição ambiental por petróleo e seus derivados vêm se tornando um problema mundial, com o aumento da quantidade de resíduos oleosos introduzidos no ambiente em grandes quantidades, devido às atividades relacionadas à extração, ao transporte, ao refino, à transformação e à utilização do petróleo e de seus derivados. A disposição final de resíduos de maneira adequada tem sido considerada meta prioritária pelas refinarias de petróleo. Resíduos oleosos ou borra oleosa, provenientes do seu processo industrial, podem poluir o ambiente, representando perigo para todo tipo de vida. Por ter um caráter hidrofóbico, o petróleo espalha-se sobre a superfície da água, formando uma película que impede a troca de gases entre a água e o ar, afetando toda fauna e flora da superfície das áreas contaminadas. Além disso, seus compostos são prontamente absorvidos no organismo dos humanos via inalação, exposição oral e dermal, com posterior acúmulo no tecido adiposo, com potencial mutagênico7_{e carcinogênico aos humanos e aos animais.}

O uso de microrganismos para despoluição de ambientes aquáticos e terrestres impactados por vazamentos de petróleo e seus derivados é uma tecnologia bastante promissora e economicamente mais viável que os métodos físicos, pois faz uso da capacidade biodegradativa da microbiota natural. A utilização de hidrocarbonetos, como fonte de carbono por fungos filamentosos, possibilita a aplicação desses organismos na biorremediação de ambientes poluídos. Estudos com bactérias pertencentes ao gênero Acinetobacter e Pseudomonas demonstraram que elas têm um grande potencial como biodegradoras de óleo e poderão ser usadas como remediadoras de ambientes impactados por compostos hidrocarbonados. Trabalhos desenvolvidos em manguezais, no estado de Pernambuco, avaliaram a produção emulsificante em bactérias isoladas de dois manguezais com diferentes graus de impacto ambiental, um altamente contaminado por esgotos e efluentes industriais (rio Paratibe, PE) e um bem preservado (Pontal de Maracaípe, Porto de Galinhas, PE), além de quantificar diferenças na velocidade da emulsificação do óleo diesel pelas bactérias isoladas desses manguezais. Os resultados mostraram a viabilidade da aplicação de processos biológicos em biorremediação, provando que os microrganismos de áreas não afetadas são naturalmente capazes de produzir biossurfactantes, podendo ser bastante eficazes para a recuperação do ambiente em regiões degradadas.

Algumas pesquisas sugerem que, em solos contaminados por petróleo, a microbiota predominante está constituída por bactérias termofílicas8_{do gênero Bacillus e Geobacillus. Alguns fungos filamentosos também são eficientes na remoção}

dos hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (PAHs) e, devido a sua forma de crescimento, ramificam-se rapidamente degradando o substrato por meio da secreção de enzimas extracelulares. Em condições adversas, como solo com

5 Recalcitrante: Resistente ao ataque microbiano. Persistente na natureza; que não degrada facilmente. 6 Microrganismos autóctones: Microrganismos de ocorrência natural da região.

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valores extremos de pH, limitação de nutrientes e baixo teor de umidade, os fungos são considerados mais eficientes na degradação de hidrocarbonetos.

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Capítulo 8 – Produtos Comercializados

Diversas indústrias já vêm produzindo produtos biorremediadores.

• Microrganismos utilizados em águas residuárias domésticas (sanitárias), industriais, petroquímicas e refinarias, caixas de gordura, laticínios e frigoríficos.

• Microrganismos utilizados na bioaumentação de estações de tratamento de efluentes, solos, lodos e águas subterrâneas.

• Microrganismos utilizados em esterqueiras e caixas de retenção de chorume provenientes da criação de suínos e aves e também para degradação de óleos lubrificantes.

• Biocatalizadores, bioenriquecedores de meio e microrganismos de ocorrência natural utilizados na solubilização de compostos orgânicos hidrófobos, aumentando a área superficial e tornando-as mais acessíveis às bactérias para sua decomposição.

• Combinação de enzimas e bactérias e microrganismos anaeróbios aerotolerantes1_{que reduzem o material}

sólido em fossas sépticas, lagoas de estabilização, caixas de gordura, descontaminação de áreas de descarga de refinarias, indústrias petroquímicas e de pesticidas.

• Microrganismos e detergentes que agem na descontaminação de solo e água contaminados com hidrocarbonetos, agem como emulsificador efetivo e limpador dispersante e desengraxante em contaminação com graxas; entre outros.

Há diversas patentes geradas e mais de 40 companhias oferecem produtos e serviços de biorremediação.

Normalmente, são despejados no esgoto urbano gorduras de diversos tipos e uma série de produtos de uso doméstico tais como: sabões, desinfetantes, águas sanitárias, sodas cáusticas, xampus, sabonetes, entre outros, que paralisam a biodegradação natural da matéria orgânica contida nessas águas ao eliminar os microrganismos que realizam essa importante função. No caso de indústrias, são despejados volumes na maioria das vezes incompatíveis com as dimensões do sistema de tratamento juntamente com outros subprodutos dos processos de produção, que desestabilizam a biodegradação natural.

As consequências são o acúmulo de gorduras, entupimentos, mau cheiro e transbordamentos de fossas, caixas de gordura e sumidouros, além de altas despesas de manutenção. Porém, devido às novas técnicas oferecidas atualmente, como o uso de enzimas sintetizadas por microrganismos com alto poder de degradar substâncias nocivas, esses problemas já podem ser sanados eficazmente.

Vários biorremediadores reúnem uma mistura líquida de microrganismos naturais, enzimas e surfactantes para degradar a matéria orgânica de fossas, ralos, caixas de gordura e tubulações, limpando e desodorizando. Sua aplicação é extremamente simples, seja manualmente ou por meio de bomba dosadora programável, não oferecendo riscos à saúde humana. As enzimas “quebram” quimicamente os compostos orgânicos presentes nos efluentes de processamento de alimentos, em restaurantes, condomínios, degradando o excesso de gordura, limpando e desodorizando. Dessa maneira, a ação das enzimas possibilita a utilização dos contaminantes, pelos microrganismos, como fonte de energia ou mesmo como substrato para seu próprio crescimento.

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Os microrganismos utilizados nos produtos são de ocorrência natural e foram originalmente isolados do meio ambiente. De um modo geral, eles são encontrados no próprio ambiente que se deseja descontaminar. Uma vez isolados, são cultivados em laboratório, em condições controladas, especialmente criadas para maximizar sua habilidade de degradação; sendo então desenvolvidos em larga escala e acondicionados em meio próprio, para que possam ser estocados ou comercializados; feita a mistura final com enzimas, surfactantes e absorventes, a fim de dar forma ao produto final.