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BIORREMEDIAÇÃO. A Biorremediação é um processo no qual organismos vivos, normalmente plantas ou micro-organismos, são utilizados TECNOLOGICAMENTE para.

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1 BIORREMEDIAÇÃO

2 A Biorremediação é um processo no qual organismos vivos, normalmente plantas ou micro-organismos, são utilizados TECNOLOGICAMENTE para REMOVER ou REDUZIR poluentes no ambientes. O processo Biotecnológico de Biorremediação é a alternativa ecologicamente mais ADEQUADA E EFICAZ para o tratamento de ambientes contaminados.

3 Recalcitrantes: São moléculas orgânicas de difícil degradação. Podem ter origem natural, sintetizadas pelo metabolismo biológico, ou sintéticas produzidas por tecnologias industriais modernas e estranhas ao ambiente natural. Estas são denominadas de XENOBIÓTICAS, moléculas estranhas ao ambiente natural. Ex. Agrotóxicos, corantes, fármacos, plásticos e hidrocarbonetos

4 ABRANGÊNCIA DA ÁREA Vários contaminantes podem ser tratados biologicamente com sucesso. Estes incluem petróleo bruto, hidrocarbonetos do petróleo (gasolina, óleo diesel, combustível de avião), pesticidas, preservativos de madeira, solventes diversos, lodo de esgoto urbano industrial. Muitos destes produtos são de difícil decomposição e, por isto, causam sérios impactos ambientais. Alguns micro-organismos são pertencentes aos gêneros de bactérias e fungos, muito mencionados como: Azospirillum, Pseudomonas, Alcaligenes, Enterobacter, Proteus, Klebsiella, Serratia. Bacillus, Arthrobacter, Nocardia, Streptomyces, Mucor, Fusarium, Chaetomium, Phanerochaete e Trametes.

5 Conhecimentos requeridos para atuação na área: Biotecnologia; Saneamento Ambiental; Controle da Poluição; Ciências Biológicas; Microbiologia; Engenharia Sanitária e/ou Ambiental; Química; Mecânica dos solos; Geologia; Hidráulica; Hidrogeologia.

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21 A Biorremediação pode ser realizada ex situ ou in situ. A técnica ex situ é aplicada para tratamento do solo, águas subterrâneas e águas residuárias que são escavadas e transportadas (no caso dos solos) e bombeadas (no caso da água) para locais fora da zona contaminada para posterior tratamento, atualmente, com biorreatores. A Biorremedição in situ pode ser realizada através de três processos: Biorremediação natural; Bioestimulação; e Bioaumento (bioaugmentation)

22 Biorremediação in situ Caracterização do local para implementação da biorremediação in situ Para o projeto e implantação do plano de biorremediação in situ, o local deve ser caracterizado do ponto de vista físico, químico, biológico e hidrogeológico.

23 Condições hidrogeológicas que influenciam a biorremediação: Permeabilidade do solo e materiais de subsuperfície; Tipo de solo; Profundidade do nível dágua; Concentração de minerais; Potencial Redox (Eh); pH; Temperatura.

24 Caracterização Física distribuição espacial da contaminação, a origem do resíduo e a geometria da pluma; hidrogeologia, direção e velocidade do fluxo da água subterrânea, heterogeneidades e zonas impermeáveis do sedimento; temperatura. Caracterização Química composição da contaminação; qualidade da água subterrânea, especialmente o potencial redox, receptores de elétrons, pH e produtos de degradação; propriedades de adsorção do sedimento.

25 Caracterização Biológica presença de micro-organismos viáveis, especialmente degradadores de hidrocarbonetos, em zonas contaminadas e não contaminadas; potencial de biodegradação e taxas de degradação.

26 Avaliação em laboratório Para demonstrar que uma tecnologia de biorremediação é potencialmente útil, é importante verificar a biodegradação dos poluentes sob condições controladas. Isto geralmente não é possível de se obter in situ, assim, esta verificação deve ser obtida através de experimentos laboratoriais que demonstram o potencial que um determinado tratamento pode ter em estimular a remoção de xenobióticos de um local contaminado.

27 Parâmetros medidos em testes laboratoriais da eficiência da biodegradação: Contagem de micro-organismos heterotróficos totais; Contagem de micro-organismos degradadores de um ou de vários substratos específicos; Medidas da taxa de respiração microbiana (consumo de oxigênio e/ou produção de dióxido de carbono); Determinação das taxas de degradação. Avaliação em laboratório

28 Biodegradação: Biodegradação Vias metabólicas normalmente utilizadas para crescimento e produção de energia são usadas para degradação de poluentes.

29 PROCESSO Um composto orgânico quando é oxidado perde elétrons para um aceptor final de elétrons, que é reduzido (ganha elétrons). O oxigênio comumente atua como aceptor final de elétrons quando presente e a oxidação de compostos orgânicos com a redução do oxigênio (RESPIRAÇÃO AEROBIA). Quando o oxigênio não está presente, micro-organismos podem usar compostos orgânicos ou íons inorgânicos como aceptores finais de elétrons alternativos, condições estas chamadas de ANAERÓBIAS.

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31 Biorremediação natural A Biorremediação natural é uma técnica baseada nos processos naturais de atenuação para remoção ou contenção de contaminantes dissolvidos na água. A atenuação natural refere-se aos processos físicos, químicos e biológicos que facilitam o processo de remediação e depende das características hidrogeológicas. O monitoramento da biorremediação natural é baseado em um acompanhamento da evolução temporal e espacial da concentração de indicadores geoquímicos (pH, Eh, OD, temperatura, aceptores de elétrons).

32 Autodepuração

33 Bioestimulação: A Bioestimulação de populações de micro-organismos autóctones com o objetivo de aumentar as taxas de biodegradação é freqüentemente empregada em projetos de Biorremediação. Para se utilizar o processo de Bioestimulação, deve existir no local contaminado uma população natural de micro-organismos capazes de biodegradar os contaminantes presentes e que as condições ambientais são insuficientes para se obter altas taxas de atividade microbiológica dessa população.

34 Suplementação: (com nutrientes, bactérias, oxigênio, CO2... outros requisitos) Biomagnificação (+ micro-organismos) Bioestimulação (+ nutrientes) Bioventilação (+ CO2, + O2) Landfarming (+ O2 + micro-organismos)

35 Alteração da qualidade das águas Entende-se por poluição das águas alterações de sua características por qualquer ações, sejam naturais ou provocadas pelo homem Poluição X Contaminação Contaminação: è a transmissão de micro-organismos ou substancias nocivas a saúde pela água, não implicando necessariamente em desequilíbrio ecológico.

36 Poluição Contaminação

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38 Demanda química de Oxigênio (DQO) ou Carência química de Oxigénio (CQO), é um parâmetro que mede a quantidade de matéria orgânica suscetível de ser oxidada por meios químicos que existam em uma amostra líquida. Se expressa em mg O2/litro.matéria orgânicamgO2 Demanda bioquímica de oxigênio ou demanda biológica de oxigênio (DBO) ou carência bioquímica de oxigénio (CBO)corresponde à quantidade de oxigênio consumido na degradação da matéria orgânica por processos biológicos, sendo expresso em mg/L.oxigêniomatéria orgânica biológicosmg Demanda bioquímica de oxigênio ou demanda biológica de oxigênio (DBO) (português brasileiro) ou carência bioquímica de oxigénio (CBO) (português europeu) corresponde à quantidade de oxigênio consumido na degradação da matéria orgânica por processos biológicos, sendo expresso em mg/L.português brasileiroportuguês europeuoxigêniomatéria orgânicabiológicos mg Indicadores globais de poluição : DQO, DBO e TCO

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41 BIORREMEDIAÇÃO DE ÁGUAS Métodos: # In situ (Latin = no seu lugar original) A atividade dos micro-organismos é estimulada pela adição de O2 (injeção de ar ou H2O2) e solução de nutrientes (injeção ou infiltração) Dificuldades: distribuição O2 distribuição dos micro-organismos dificuldade de isolamento dos contaminantes migração dos poluentes.

42 Percolação: A adição de nutrientes é limitada a aqüíferos superficiais devido ao tempo requerido para alcançar a zona Contaminada. Não se pode adicionar O2 por percolação

43 Técnicas de fornecimento de ar : injeção de ar no aqüífero (in situ aquifer sparging – IAS) elevação da superfície da água (air lift) com circulação de água aerada próxima ao sistema (in-well aeration – IWA)

44 # Pump and treat A água é bombeada até a superfície, tratada e em seguida retorna ao aqüífero ou é utilizada, O processo utilizado é semelhante ao tratamento de água (lodo ativado, filtros de contato), Não recupera a água a padrões para consumo.

45 Bombeamento, Tratamento e Re-injeção (Pump, treat and reinjection) Vantagens: custo relativamente baixo controle de contaminantes no local transtornos mínimos no local não há interrupção das operações comerciais e industriais Desvantagens: possibilidade de espalhamento do contaminante dificuldade no processo de re-injeção dificuldade no controle de fluxo devido a não homogeneidade longos tempos de tratamento

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47 Bioaumento: Bioaumento é a introdução de micro-organismos não indígenos (alóctones) quando se identifica a insuficiência de micro-organismos indígenos (autóctones) para a biodegradação do contaminante. O Bioaumento é um processo de biorremediação que utiliza micro-organismos alóctones muitas vezes encontrados em produtos biotecnológicos comercializados. Os micro-organismos aplicados devem atuar em sinergismo com as espécies autóctones, sem interferir nos processos biogeoquímicos naturais.

48 EXXON VALDEZ 24 de março de milhões de galões de óleo cru Contenção Bombeamento Remoção Manual Lavagem Biorremediação Custo US$ 2,1 bilhões

49 Segundo cálculos do Serviço Geológico, o poço aberto no Golfo do México, cuspiu, em mais de um mês, entre 71 e 147 milhões de litros de petróleo no mar. Custo da BP com vazamento de petróleo atinge US$ 8 bi

50 Sites relacionados e interessantes Revistas e jornais Water, Air & Soil Pollution Journal of Soils and Sediments


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