Uma revisão das tecnologias de bioestimulação orgânica de solos contaminados com hidrocarbonetos de petróleo / A review of organic biostimulation technologies for soils contaminated with oil hydrocarbons

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Braz. J. of Develop.,Curitiba, v. 6, n. 9, p. 72256-72269, sep. 2020. ISSN 2525-8761

Uma revisão das tecnologias de bioestimulação orgânica de solos contaminados

com hidrocarbonetos de petróleo

A review of organic biostimulation technologies for soils contaminated with oil

hydrocarbons

DOI:10.34117/bjdv6n9-610

Recebimento dos originais: 08/08/2020 Aceitação para publicação: 25/09/2020

Isabela Karina Della-Flora

Mestranda no Programa de Pós-Graduação em Ambiente e Tecnologias Sustentáveis (PPGATS) Endereço: Universidade Federal da Fronteira Sul, UFFS, Cerro Largo, Brasil

E-mail: isa_dellaflora@hotmail.com Gabriele Kuhn Dupont

Mestranda no Programa de Pós-Graduação em Ambiente e Tecnologias Sustentáveis (PPGATS) Endereço: Universidade Federal da Fronteira Sul, UFFS, Cerro Largo, Brasil

E-mail: gabi-dupont@hotmail.com

Naiara Jacinta Clerici

Graduanda em Engenharia Ambiental e Sanitária

Endereço: Universidade Federal da Fronteira Sul, UFFS, Cerro Largo, Brasil E-mail: naiaraj.clerici@gmail.com

Carolina Grings Serafini

Graduanda em Engenharia Ambiental e Sanitária

Endereço: Universidade Federal da Fronteira Sul, UFFS, Cerro Largo, Brasil E-mail: carolinagrings_@hotmail.com

Júnior Isaías Hoffmann

Graduado em Engenharia Ambiental e Sanitária

Endereço: Universidade Federal da Fronteira Sul, UFFS, Cerro Largo, Brasil E-mail: juniorhoffmann.hoffmann@gmail.com

Nicoly Welter

Mestranda no Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental (PPGEAMB) Endereço: Universidade Federal de Santa Maria, UFSM, Santa Maria, Brasil

E-mail: nicolywelter@hotmail.com

Paula Gabriela Dalla Porta

Mestranda no Programa de Pós- Graduação em Engenharia Química (PPGEQ) Endereço: Universidade Federal de Santa Maria, UFSM, Santa Maria, Brasil

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Paula Fernandes Weber

Graduação em Engenharia Química

Endereço: Universidade Regional Integrada do Alto Uruguai e das Missões, URI, Santo Ângelo, Brasil

E-mail: paula.weeber@hotmail.com

RESUMO

O uso cada vez maior do petróleo e seus derivados para fornecimento de energia para humanidade tem acarretado em diversos impactos ambientais, dentre eles a contaminação por derramamentos dessas substâncias em solo e água. Diversas tecnologias têm sido desenvolvidas para remediar as áreas contaminadas por hidrocarbonetos de petróleo, dentre elas, a biorremediação é vista como ecologicamente correta e economicamente viável. O uso de fertilizantes para aumentar a eficiência da biorremediação é conhecido como Bioestimulação, e pode ser aplicado através do uso de fertilizantes orgânicos ou inorgânicos. Este estudo trata-se de uma revisão não exaustiva, que apresenta a eficácia do uso de fertilizantes orgânicos na bioestimulação de solos contaminados com hidrocarbonetos totais de petróleo, um processo ecologicamente correto para remediação de ambientes contaminados e que dá um novo uso para materiais residuais de atividades como a agricultura e a pecuária.

Palavras-chave: Bioestimulação, Biorremediação, Hidrocarbonetos de Petróleo, Fertilização

Orgânica.

ABSTRACT

The increasing use of oil and its derivatives for the supply of energy to humanity has led to several environmental impacts, among them contamination by spills of these substances in soil and water. Several technologies have been developed to remedy the areas contaminated by oil hydrocarbons, among them, the bioremediation is seen as ecologically correct and economically viable. The use of fertilizers to increase the efficiency of bioremediation is known as Bio-stimulation, and can be applied through the use of organic or inorganic fertilizers. This study is a non-exhaustive review, which presents the effectiveness of the use of organic fertilizers in the biostimulation of soils contaminated with total oil hydrocarbons, an ecologically correct process for the remediation of contaminated environments and which gives a new use for residual materials from activities such as agriculture and livestock.

Keywords: Bio-stimulation, Bioremediation, Petroleum Hydrocarbons, Organic Fertilization.

1 INTRODUÇÃO

O crescimento populacional e o desenvolvimento tecnológico desafiam a sociedade a promover sua expansão econômica e social de maneira sustentável. Um dos fatores essenciais para a promoção desta expansão é a disponibilidade energética. Embora já existam outras fontes, os combustíveis fósseis ainda são os mais usados (Barreto, 2018), constituindo a principal fonte de energia da humanidade.

Porém, o petróleo tem sido protagonista de acidentes que comprometem recursos ambientais indispensáveis ao homem, como o solo e a água (Meyer et al., 2014). O petróleo e seus derivados

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são misturas complexas de diversos compostos, sendo que os hidrocarbonetos representam a fração majoritária (Van Hamme et al., 2003). Os principais compostos problemáticos em relação à contaminação ambiental são os hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (PAHs) e os monoaromáticos (benzeno, tolueno, etilbenzeno e xilenos), conhecidos coletivamente como BTEX. Os PAHs apresentam elevada recalcitrância ambiental devido à sua complexidade estrutural, baixa solubilidade em água e tendência de sorção à fase sólida do solo (Jacques et al., 2007). Os BTEX, embora menos recalcitrantes, são mais solúveis em água e, portanto, apresentam maior mobilidade em compartimentos ambientais, o que resulta em maior potencial de migração para águas subterrâneas e no alastramento rápido de plumas de contaminação (Weelink et al., 2010).

Diante desse cenário, é necessário que sejam criadas alternativas de tratamento para remediar áreas já atingidas por derivados de petróleo. Técnicas físicas, químicas e biológicas podem ser empregadas em conjunto, com o objetivo de reduzir a contaminação orgânica a níveis aceitáveis de segurança, de acordo com a legislação exigida em cada país (Meyer et al., 2014). Quando uma ação sobre a área é requerida, uma estratégia de remediação deve ser desenvolvida de maneira a assegurar que o método corretivo contemple todos os aspectos tecnológicos, regulatórios e econômicos (Reddy et al., 1999).

Uma dessas estratégia de remediação de ambientes contaminados por hidrocarbonetos de petróleo, que vem demostrando bom custo-benefício, é a biorremediação (Martins, 2004). Conforme Das e Chandran (2010), essa tecnologia é um método em evolução para a remoção e degradação de muitos poluentes ambientais, incluindo os produtos da indústria do petróleo. A biorremediação consiste em reações de oxidação ou redução catalisadas biologicamente, envolvendo compostos químicos complexos, com base no desenvolvimento dos microrganismos ou no co-metabolismo microbiano. No caso do desenvolvimento, poluentes orgânicos são usados como fonte de carbono e energia que, idealmente, resulta em sua completa degradação (mineralização). Já o co-metabolismo é definido como o metabolismo de um composto orgânico na presença de um substrato de crescimento que é usado como fonte primária de carbono e energia (Lahe et al., 2016).

A biorremediação engloba uma série de diferentes métodos biológicos de remediação de áreas impactadas. Ao uso de microrganismos presentes naturalmente no solo ou na água, para degradação de contaminantes, dá-se o nome de atenuação natural. Ao acrescentar espécies de microrganismos de interesse nesses meios, com efetiva capacidade de biodegradação para maximizar e acelerar o processo de remediação, dá-se o nome de bioaumentação, onde o incremento da degradação ocorre pelo aumento direto da população de bactérias degradadoras (Oliveira et al., 2011).

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Há ainda casos em que o ambiente não proporciona aos microrganismos as condições ideais para a degradação do contaminantes, sendo necessárias então ações antrópicas para a modificação das condições abióticas que limitam o crescimento microbiano. Essa intervenção humana chama-se bioestimulação, onde os microrganismos são estimulados, por exemplo, através da adição de nutrientes (Perelo, 2010).

Essas biotecnologias são extremamente sensíveis a fatores ambientais, como temperatura, pH do meio, disponibilidade de oxigênio, concentração do contaminante e, principalmente, a de nutrientes essenciais para o crescimento microbiano, como o nitrogênio (N) e o fósforo (P). Logo, a eficiência do processo de biodegradação é extremamente dependente destas propriedades, que definem cinéticas do crescimento populacional microbiano e, com isso, as taxas de degradação dos contaminantes (Martins, 2004).

Comumente as estratégias de bioestimulação fazem uso da adição de N e P, principais nutrientes limitantes no ambiente. A adição desses nutrientes em sua forma inorgânica tem sido investigada em vários estudos, no entanto, a adição desses nutrientes altas concentração diretamente no ambiente pode ocasionar a lixiviação dos mesmos e a contaminação do solo, águas subterrâneas e superficiais (Horel; Mortazavi; Sobecky, 2015).

A adição de nutrientes orgânicos surge como uma alternativa, ainda que pouco explorada, que também proporciona a adição nutrientes como N e P como forma de estimular a degradação microbiana de contaminantes, mas que apresenta uma dinâmica diferente no solo, capaz de estimular a microbiota sem poluir o ambiente (Horel; Mortazavi; Sobecky, 2015). Esse trabalho tem como objetivo reunir estudos e discutir o uso substratos orgânicos como forma de melhorar a eficiência da degradação de contaminantes derivados do petróleo em solos e sedimentos.

2 MATERIAL E MÉTODOS

Esse estudo trata-se de uma revisão bibliográfica não exaustiva baseada em artigos científicos obtidos através da base de dados Scopus. A pesquisa foi realizada através das palavras chave: organic, inorganic e bioestimulation.

3 RESULTADOS E DISCUSSÃO

O processo de biorremediação de hidrocarbonetos de petróleo é sensível a diversas variáveis ambientais, como a temperatura, umidade, pH, concentração da contaminação, presença de microrganismos degradadores, e nutrientes em quantidades ótimas para sustentar o processo microbiológico (Horel; Mortazavi; Sobecky, 2015).

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Alguns solos apresentam uma grande habilidade para degradação de hidrocarbonetos de petróleo, não sendo necessária nenhuma alteração nas variáveis ambientais. Nesses casos é viável a aplicação da atenuação natural, procedimento de biorremediação onde o local contaminado é apenas monitorado, e não são necessárias intervenções, o que significa menores custos para a remediação da área. O estudo realizado por Sarkar et al. (2005) é um exemplo de ambiente com alto potencial de atenuação natural. Os resultados revelam que a atenuação natural teve um desempenho extremamente bom em paralelo aos solos alterados com fertilizantes, com apenas pequenas diferenças nas taxas de reação e degradação total. Diante desses resultados, não se justificam os gastos com a suplementação de nutrientes nesse solo.

Em contraste ao estudo de Sarkar et. al (2005), o estudo realizado por (Molina-Barahona et al., 2004) apresente um solo com baixa capacidade de atenuação natural, removendo menos de 5% do HTP. Nesse estudo a bioestimulação orgânica, através da adição de resíduos de colheita, propiciou um aumento de até 13,4 vezes na remoção do contaminante.

Os tipos de solo (por exemplo, textura, composição, população microbiana) diferem significativamente, mesmo em regiões próximas. Alguns solos serão maus candidatos a atenuação natural, enquanto outros serão excelentes candidatos (Sarkar et al., 2005), isso faz com que sejam necessários estudos preliminares antes da escolha da tecnologia mais vantajosa para remediação da contaminação.

Vários estudos são desenvolvidos visando otimizar o processo de biorremediação para obter a melhor eficiência na remoção de hidrocarbonetos de petróleo (Dias et al., 2012; Horel; Mortazavi; Sobecky, 2015; Molina-Barahona et al., 2004). A bioestimulação é uma forma de aprimorar a eficiência do processo de biorremediação, otimizando condições como aeração, adição de nutrientes, controle de pH e temperatura para estimular a microbiota a degradar o poluente. Na bioestimulação, a abordagem mais utilizada é a suplementação de nutrientes limitantes, principalmente N, P e K.

Embora a aplicação desses nutrientes na sua forma inorgânica seja comprovadamente eficiente para biorremediação de ambientes contaminados com hidrocarbonetos de petróleo, alguns estudos apontam que a fertilização excessiva pode afetar negativamente o ambiente (Horel; Mortazavi; Sobecky, 2014). O alto aporte de fertilizantes inorgânicos pode inclusive inibir o processo de degradação de hidrocarbonetos. Conforme relatado por Walworth et al. (2007) os fertilizantes inorgânicos de N são compostos por nitrato altamente solúvel em água, ou sais de amônio que se dissolvem rapidamente na água presente nos poros do solo. Isso aumenta a concentração de sal da solução e diminui o potencial osmótico do solo, inibindo a atividade

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microbiana. A facilidade de difusão desses compostos em água pode não só comprometer a atividade microbiana dos organismos envolvidos no processo de biorremediação, como afetar toda a diversidade de organismos do solo e da água, causando degradação ambiental e efeitos como a eutrofização (Bossa et al., 2012).

A adição de materiais orgânicos, como resíduos da agricultura e pecuária, surge como uma proposta para suplementação de nutrientes ao solo sem causar impactos negativos ao ambiente. A razão para a eficácia da fertilização orgânica é que ela fornece nutrientes limitantes e energia, através do aporte de C, o que estimula o crescimento microbiano e, consequentemente, melhora a degradação dos contaminantes (Liu et al., 2019). A Tabela 1 mostra estudos que investigaram o uso de fertilizantes orgânicos como forma de melhorar a eficiência dos processos de biorremediação de hidrocarbonetos de petróleo, frente a outras abordagens como a bioestimulação inorgânica (fertilização com compostos inorgânicos), bioaumentação (adição, em número e diversidade, de microrganismos) e a atenuação natural (processo natural do solo).

Estudos mostraram que as alterações orgânicas podem atuar melhorando a estrutura do solo, servem como fonte de nutrientes, e também podem intensificar fortemente as atividades da microbiota (Nwinyi; Olawore, 2017). O estudo desenvolvido por Williams et al. (1999) mostrou que o uso de resíduos de cama de aves em sua forma granulada (bioestimulação orgânica 3) foi mais eficiente (84% de remoção de HTP) do que a estimulação inorgânica (29-62 % de remoção de HTP). os fertilizantes inorgânicos comerciais foram usados em quantidades muito pequenas para atingir a razão C:N:P ideal do solo, o que dificultou a homogeneização desse fertilizante no solo e pode ter afetado o processo de biorremediação. O efeito de uma mistura ruim ilustra mais uma desvantagem do uso de fertilizantes orgânicos.

Nwankwegu et al. (2016a) comparou a bioestimulação orgânica com esterco e a bioestimulação inorgânica com NPK comercial, e constatou que a bioestimulação orgânica foi 1,3 vezes mais eficiente do que a inorgânica.

Estudos mostram que o uso de resíduos orgânicos, como estercos e resíduos de colheita, pode melhorar a estrutura e densidade do solo e, portanto, melhorar a oxigenação, a retenção de umidade e favorecer a volatização dos hidrocarbonetos de petróleo (Kong et al., 2018; Williams; Grimes; Mikkelsen, 1999). Um exemplo é o trabalho de Nwankwegu et al. (2016b), que usou pó de serra como fertilizante orgânico e agente de volume, e alcançou uma degradação de 95,2%, sem a adição do pó de serra, o solo era capaz de remover apenas 63,6 % do contaminante.

Agamuthu, Tan e Fauziah, (2013) mostraram que a adição de lodo de esgoto representou uma melhora de 1,46 vezes na remoção do contaminante em relação ao tratamento controle, e o

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tratamento com adição de esterco bovino foi 1,68 vezes melhor na remoção do contaminante em relação ao controle.

Por outro lado, o estudo realizado por Mair, Schinner e Margesin (2013) mostraram que a fertilização inorgânica se sobressaiu em relação a orgânica (produtos comerciais), o tratamento com fertilizante inorgânico foi 1,12 vezes melhor na degradação de HTP (Hidrocarbonetos Totais de Petróleo) do que o controle, sendo este o tratamento mais eficiente. Os tratamentos com fertilizante orgânico comercial não foram significativamente diferentes entre si, mas alcançaram uma degradação 1,07 vezes melhor em relação ao controle.

Chikere, Obieze e Chikere, (2020) mostraram que a combinação de fertilização orgânica e inorgânica pode ser vantajosa para a biorremediação de solos contaminados com hidrocarbonetos, em seu estudo o tratamento com maior remoção de HTP foi a bioestimulação combinada, sendo 11,38 vezes mais eficiente que o controle, seguido pelo tratamento de bioestimulação orgânica (11,02 vezes melhor que o controle), e o tratamento com fertilização inorgânica (10,15 vezes melhor que o controle).

No experimento conduzido por Liu et al. (2019) a adição de fertilizantes orgânico (farinha e ossos e carne) não foi significativamente diferente do tratamento com fertilizante inorgânico (ureia), ambos alcançaram níveis de degradação do diesel acima de 90%. Uma das desvantagens da fertilização inorgânica é a rápida liberação desses nutrientes no solo, que pode acarretar em bruscas alterações do pH. Por outro lado, os fertilizantes orgânicos adicionam nutrientes como N, P e K em formas lentamente solúveis, mantendo o pH estável. O pH favorável para a biodegradação do diesel e as atividades bacterianas no solo tem sido relatado como neutro ou levemente alcalino. No mesmo estudo, os autores observaram que a adição de ureia aumentou o pH intensivamente, variando de 7,08 para 8,69, mas no tratamento com fertilização orgânica o pH do solo permaneceu mais estável na faixa neutra.

Koshlaf et al. (2016) testaram a fertilização orgânica com resíduo de palha de ervilha, frente a atenuação natural, a bioaumentação e a combinação da bioaumentação com a estimulação por palha de ervilha. A bioaumentação sozinha teve efeito benéfico quando comparada com o controle (atenuação natural), removendo 79,4% e 76,15% de HTP, respectivamente. Porém o tratamento de bioestimulação mostrou-se mais eficiente do que a bioaumentação e o controle, e igualmente eficiente ao tratamento combinado de bioestimulação + bioaumentação, atingindo níveis de 96% de remoção do HTP. Esse estudo mostra que o uso de um resíduo por si só pode ser eficiente e menos custoso do que técnicas de bioaumentação. Shahsavari et al. (2013) em um estudo semelhante,

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mostrou que a palha de ervilha pode estimular a biorremediação de hidrocarbonetos alifáticos, atingindo 83% de remoção.

Tabela 1. Aplicação de técnicas de bioestimulação orgânica para remediação de solos e sedimentos contaminados com hidrocarbonetos de petróleo

Condições

experimentais Estratégia de Bioestimulação

Porcentagem de Remoção do Contaminante Referência Solo contaminado com hidrocarbonetos (6.220 mg de kg-1 massa seca do solo). Incubação por 210 dias.

Controle: Solo contaminado sem fertilizantes e com

intervenção mínima. 82,5 %

Mair; Schinner; Margesin (2013)

Bioestimulação inorgânica: solo contaminado +

fertilizante comercial NPK, adicionado a uma concentração de 2.230 mg N kg - 1_{solo (razão N:P =} 2,3: 1 e razão K:P = 1,8: 1).

92,7 %

Bioestimulação com fertilizante orgânico comercial 1: solo contaminado + fertilizante oleofílico Inipol

EAP22® adicionado ao solo a uma razão de 10:1 (p / p) (razão C: N: P de 62: 7,4: 0,7).

87,5 %

Bioestimulação com fertilizante orgânico comercial 2: solo contaminado + Terramend® hidrocarbonetos

adicionado a uma concentração de 1% (p / p) (35 a 45% de fosfato monoamônico, 20 a 25% de carbonato de cálcio, 0 a 2% de nitrato de amônio, 0 a 2% de fosfato de amônio monobásico, 0 a 2% de nitrato de potássio, 20 a 30% alteração orgânica não

especificada). 88,6 % Solo contaminado com Óleo Lubrificante a 10% (p/p). Incubação por 98 dias.

intervenção mínima. 56% Agamuthu;

Tan; Fauziah, (2013)

Bioestimulação orgânica 1: solo contaminado + lodo

de esgoto (10% p/p); 82%

Bioestimulação orgânica 2: solo contaminado +

dejetos bovinos (10% p/p) 94% Solo contaminado com Óleo bruto (16.389 mg kg-1 de solo). Incubação por 70 dias.

intervenção mínima. 8,5%

Chikere; Obieze; Chikere, (2020)

Bioestimulação inorgânica: solo contaminado + 25%

de pó de granito 86,3%

Bioestimulação orgânica: solo contaminado + 25% de

fezes de aves 93,7%

Bioestimulação combinada: solo contaminado + 25%

de fertilizante, incluindo fezes de aves, cinzas de cachos de palmas e poeira de granito (proporção = 2: 1: 1)

96,7% Solo contaminado com Diesel (200 mL de diesel em 800g de solo). Incubação por 56 dias.

Nwankwegu ; Orji; Onwosi, (2016a)

Bioestimulação orgânica: solo contaminado + 80 g de

esterco esterilizado 93,31 %

Bioestimulação inorgânica: solo contaminado + 80 g

de fertilizante NPK (15: 15:15). 71,4 % Solo (900 g) contaminado com hidrocarboneto de querosene (300 mL). Incubação por 24 dias.

Nwankwegu et al., (2016b)

Bioestimulação orgânica: solo contaminado +

(9)

Braz. J. of Develop.,Curitiba, v. 6, n. 9, p. 72256-72269, sep. 2020. ISSN 2525-8761 Solo contaminado com Diesel (40 g kg- 1_{). Incubação por} 109 dias.

intervenção mínima. < 5%

Molina-Barahona et al., (2004)

Bioestimulação orgânica 1: Solo contaminado +

resíduos de colheita (RC) de milho, a níveis de 2 e 3% p/p + controle de umidade (30 e 20% p/p) + Controle da relação C/N ( 100:30 e 100:10);

67%

Bioestimulação orgânica 2: Solo contaminado +

resíduos de colheita (RC) de de cana de açúcar, a níveis de 2 e 3% p/p + controle de umidade (30 e 20% p/p) + Controle da relação C/N ( 100:30 e 100:10); 59% Solo contaminado com Diesel (4000 mg kg -1_{de solo).} Incubação por 56 dias.

Controle da bioestimulação orgânica: Solo

contaminado sem fertilizantes e com intervenção mínima.

93,8%

Sarkar et al., (2005)

biossólidos de estação de tratamento de esgoto a baixa taxa (5% m/m)

96,2%

biossólidos de estação de tratamento de esgoto a alta taxa (10% m/m)

96,2%

Controla da bioestimulação inorgânica: Solo

contaminado sem fertilizantes e com intervenção mínima.

94,5%

Bioestimulação inorgânica 1: solo contaminado +

mistura de NH4NO3 e Hi-Yield® Triple Superphosphate a baixas taxas de P e N semelhantes as do biossólido a baixas taxas

95,5%

mistura de NH4NO3 e Hi-Yield® Triple Superphosphate a altas taxas de P e N semelhantes as do biossólido a alta taxa

96,8% Solo contaminado com óleo diesel (1.200 a 1.600 mg kg-1 _de solo).

intervenção mínima. 38 %

Williams; Grimes; Mikkelsen, (1999)

mistura comercial de nutrientes de biorremediação 29 %

fertilizante comercial (NPK) 62 %

resíduo de cama aves (3,65% de N e 1,89% de P ) (1% em volume)

46 %

resíduo de cama de aves(3,65% de N e 1,89% de P ) (10% em volume);

73%

resíduo de cama de aves granuladas (3,65% de N e 1,89% de P ) (10% em volume) 84% Solo contaminado com óleo diesel (9000 mg kg-1 _{de solo).} Incubação por 99 dias.

intervenção mínima. 80%

Liu et al., (2019)

Bioestimulação orgânica: solo contaminado + farinha

de carne e ossos (2% p/p) 91,2%

Bioestimulação inorgânica: solo contaminado + uréia

comercial, adicionada para se obter uma razão C: N de 100:1. Entre 91,2 e 95% Solo contaminado com hidrocarbonetos de petróleo (18.966 mg kg-1 de solo seco).

intervenção mínima. 76,15 %

Koshlaf et al., (2016)

Bioaumentação: solo contaminado + consórcio

Bacillus (1,8 x 106_{CFU g}-1_{solo seco} 79,04 %

Bioestimulação orgânica: solo contaminado + palha

(10)

Braz. J. of Develop.,Curitiba, v. 6, n. 9, p. 72256-72269, sep. 2020. ISSN 2525-8761 Incubação por 84

dias.

Bioestimulação orgânica + Bioaumentação: solo

contaminado + consórcio Bacillus (1,8 x 106_{CFU g}-1 solo seco + palha de ervilha (3% p/p)

95% Solo contaminado com hidrocarbonetos alifáticos (10.000 mg kg-1_solo). Incubação por 90 dias.

intervenção mínima. 57%

Shahsavari et al., (2013)

Bioestimulação orgânica: solo contaminado + palha

de ervilha (2,5% p/p) 83%

Os estudos apresentados na Tabela 1 mostram que o uso de fertilizantes orgânicos é uma estratégia promissora para remediação de áreas contaminadas com hidrocarbonetos de petróleo. A figura 1 resume alguns dos efeitos benéficos de sua adição nas taxas de biorremediação.

Figura 1. Benefícios do uso de fertilizantes orgânicos no processo de biorremediação de solos contaminados com hidrocarbonetos de petróleo

A adição de matéria orgânica, especialmente resíduos da agricultura e agropecuária, poderia contribuir para aumentar a difusão de oxigênio e demais trocas gasosas do solo, pois funciona como um agente de volume, além de ser fonte de nutrientes minerais limitantes (Molina-Barahona et al., 2004; Williams; Grimes; Mikkelsen, 1999).

Fertilizantes orgânicos também são responsáveis pela adição de matéria orgânica facilmente degradável, sendo uma fonte acessível de C para a microbiota. Apesar de estudos relatarem que a microbiota pode preferencialmente atacar essas fontes acessíveis de C ao invés do contaminante alvo, isso pode contribuir para o resultado final da biorremediação uma vez que a população microbiana aumenta através da degradação do fertilizante orgânico e, após consumir toda essa fonte

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de C, mais fortalecida em número e em biodiversidade, ataca o contaminante (Shahsavari et al., 2013; Zhang et al., 2008).

Assim, o uso de fertilizantes orgânicos para bioestimulação de solos melhora as características físico-químicas e microbiológicas do solo para melhorar a eficiência do processo de degradação.

4 CONCLUSÃO

A biorremediação é vista como uma tecnologia ecologicamente correta e economicamente viável, que utiliza microrganismos para degradar eficientemente poluentes, como petróleo e derivados de petróleo, no meio ambiente, e que pode ser aprimorada através da estimulação do metabolismo desses microrganismos por nutrientes, abordagem conhecida como bioestimulação.

Esse estudo mostrou que a utilização de compostos orgânicos é uma estratégia eficiente para a bioestimulação de solos contaminados com hidrocarbonetos de petróleo, e em muitos casos mais eficiente do que a adição tradicional de fertilizantes inorgânicos. Em comparação com a fertilização inorgânica o uso de compostos orgânicos apresenta vantagens, pois são capazes de fornecer nutrientes para o crescimento bacteriano sem causar contaminação ambiental, já que a liberação dos nutrientes (como N, P e K) se dá de maneira lenta, a partir da ação da microbiota sobre a matéria orgânica.

Além de apresentarem maiores taxas de degradação dos contaminantes, a adição de compostos orgânicos é uma estratégia sustentável e economicamente viável para reciclar resíduos de outras atividades, transformando em matéria prima o que antes seria encaminhado para descarte.

AGRADECIMENTOS

À Universidade Federal da Fronteira Sul (UFFS), Campus de Cerro Largo, à Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), Campus de Santa Maria, à Universidade do Alto Uruguai e das Missões (URI), Campus de Santo Ângelo.

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REFERÊNCIAS

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BARRETO, R. A. Fossil fuels, alternative energy and economic growth. Economic Modelling, v. 75, p. 196-220, 2018.

BOSSA, A. Y. et al. Modeling the effects of crop patterns and management scenarios on N and P loads to surface water and groundwater in a semi-humid catchment (West Africa). Agricultural Water Management, [S. l.], v. 115, p. 20–37, 2012.

CHIKERE, Chioma B.; OBIEZE, Chinedu C.; CHIKERE, Blaise O. Biodegradation of artisanally refined diesel and the influence of organic wastes on oil-polluted soil remediation. Scientific African, [S. l.], v. 8, p. e00385, 2020.

DAS, N.; CHANDRAN, P. Microbial Degradation of Petroleum Hydrocarbon Contaminants: An Overview. Biotechnol Res Int. 2011. Published online 2010.

DIAS, Romina L. et al. Bioremediation of an aged diesel oil-contaminated Antarctic soil: Evaluation of the “on site” biostimulation strategy using different nutrient sources. International Biodeterioration and Biodegradation, [S. l.], v. 75, p. 96–103, 2012.

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