AVALIAÇÃO DO POTENCIAL DE

BIORREMEDIAÇÃO DE SOLOS

CONTAMINADOS: Método de Hidrólise de

Diacetato de Fluoresceína (FDA) como

Indicador de Atividade Microbiana

Monografia apresentada ao Curso de Engenharia Ambiental

da Universidade Veiga de Almeida, como parte dos requisitos

necessários à obtenção do grau de Engenheiro Ambiental.

Thiago da Silva Ribeiro

Orientadora: Profa. Luciana Andrade Peixoto Silva, M.Sc.

Co-orientadora: Profa. Patricia Österreicher-Cunha, D.Sc.

Rio de Janeiro, 01 de Julho de 2015

Justificativa e Relevância do Tema

A preocupação com as questões ambientais tem se destacado

cada vez mais dentre os problemas do mundo moderno.

A problemática da contaminação ambiental por compostos

oriundos da atividade humana tem sido objeto de estudo em

muitos centros de pesquisa no mundo, visto a necessidade de

soluções rápidas e eficientes para os problemas ligados a esta

situação.

A Resolução CONAMA n° 420, que foi publicada em dezembro de

2009, é a primeira regulamentação federal sobre gerenciamento

de áreas contaminadas e tem como referência os parâmetros

utilizados pela Companhia Ambiental do Estado de São Paulo

(CETESB).

Em relação aos órgãos ambientais, poucos são aqueles que

tratam a questão como uma prioridade ou que tenham se

estruturado minimamente para fazer frente às demandas surgidas

e para cumprir as obrigações fixadas em nível federal.

No setor produtivo, poucas têm sido as iniciativas das grandes

corporações no sentido de identificar e remediar as áreas

contaminadas decorrentes do desenvolvimento de suas

atividades ao longo de décadas. Na maioria das vezes, os

programas de investigação são iniciados só após terem sido

demandados pelos órgãos ambientais.

Em relação aos prestadores de serviços, embora o número de

empresas que atuam no setor tenha crescido exponencialmente

na última década, ainda se verifica que poucas investiram na

elevação do seu capital intelectual. Como resultado, as ações de

investigação têm sido mal planejadas e executadas.

Em que pese a expressiva evolução das técnicas de remediação

ocorrida nas últimas décadas, ainda é pouco significativo o

número de áreas em que essas técnicas tenham sido

empregadas.

A biorremediação é uma alternativa atraente no tratamento de

solos contaminados, com vantagens ambientais e econômicas

relevantes.

Avaliar o estado metabólico dos microrganismos permite

monitorar os processos de biodegradação.

O método da hidrólise de diacetato de fluoresceína é simples,

rápido e de baixo custo. A hidrólise de diacetato de fluoresceína

pode ser usada como método para avaliação do potencial

intrínseco da biorremediação de um solo contaminado.

O Papel dos Microrganismos da Biodegradação: Como Degradam os

Contaminantes?

Os contaminantes orgânicos são usados como substrato pelos

microrganismos para seu próprio crescimento e reprodução,

transformando-os em outros compostos.

Estes contaminantes orgânicos não só constituem uma fonte de

carbono, que é um dos componentes necessários para a

formação de novas células, como também fornecem elétrons que

são utilizados pelos microrganismos para obtenção de energia.

A degradação de qualquer molécula orgânica, inclusive de

contaminantes, requer a produção e a utilização eficiente de

enzimas.

Biorremediação: fatores de

influência, estratégias de aumento

de eficácia e tecnologias

A biorremediação é um processo em que organismos vivos são

responsáveis por reduzir ou transformar poluentes (agrotóxicos,

corantes, fármacos, polímeros e resíduos plásticos) de áreas

contaminadas, por meio de processos biológicos de degradação.

O estabelecimento de condições ambientais adequadas é

fundamental para que o processo de biorremediação aconteça de

forma eficaz.

A seguir são apresentados alguns dos principais fatores que

afetam o processo de biorremediação de solos contaminados.

Características do resíduo: a biodegradabilidade está relacionada

a sua estrutura molecular.

Conteúdo de nutrientes: os elementos contendo nitrogênio e

fósforo são os nutrientes mais requisitados na biodegradação no

solo.

Aceptores de elétrons: Um dos principais fatores que governam a

biodegradação é o tipo e a biodisponibilidade de aceptores de

elétrons.

Concentração de microrganismos.

Temperatura: a atividade celular (em especial as enzimas)

aumenta consideravelmente com a temperatura até que seja

atingido um valor ótimo.

Umidade: o tecido celular é constituído por 75 a 80% de água e

meio de movimento para os microrganismos aos substratos.

pH: a maioria das bactérias e fungos favorece um pH neutro. A

quantidade de determinada enzima em estado ativo varia com

mudanças no pH, sendo o valor máximo obtido com pH ótimo.

Disponibilização dos contaminantes: quanto maior a solubilidade

do contaminante em água, mais biodegradável esse será.

Tipo de solo: a sorção aumenta com o aumento do percentual de

matéria orgânica e, consequentemente, a biodegradação diminui.

Estratégias de aumento de eficácia: bioestimulação e

bioaumentação.

Tecnologias para biorremediação de solos contaminados:

Bioventilação.

Landfarming.

Biopilha.

Determinação da atividade

microbiana por hidrólise de FDA

O método utilizado foi baseado em adaptações do método original

(SCHNÜRER E ROSWALL, 1982) feitas por ADAM E DUNCAN

(2001) e GREEN et al. (2006).

Enzimas extracelulares como esterases, lipases e proteases, que

são abundantes em solos possuem a capacidade de catalisar a

hidrólise de FDA.

O método costuma correlacionar-se bem com algumas das mais

precisas medições de biomassa e incorporação de carbono, além

de ser mais rápido, preciso, simples de se processar e

reprodutível.

A incubação é feita em estufa, sem qualquer agitação. A

incubação pode ser feita diretamente nos tubos falcon que

servirão para a centrifugação.

Incubação na temperatura de 30ºC corresponde ao máximo de

hidrólise observado por ADAM E DUNCAN (2001), ou seja, traduz

o potencial degradador da amostra.

O filtrado é recolhido diretamente em provetas graduadas,

permitindo a medida direta do volume de filtrado.

A concentração em cada amostra foi obtida a partir de uma curva

padrão de fluoresceína feita anteriormente à amostragem.

Cálculos foram feitos a fim de encontrar a quantidade de FDA

hidrolisado por grama de amostra por minuto: (concentração

medida x volume de filtrado) / massa de amostra / tempo de

incubação.

Considerações Finais

Nesse trabalho foi apresentado um panorama geral sobre

biorremediação e sua aplicabilidade, além de recomendações

gerais para estudos e aplicação dessa tecnologia.

Espera-se que, além do incremento da biorremediação como

técnica de tratamento de solos contaminados, a aplicação de

ensaios com indicadores biológicos passe a ser mais utilizada.

De forma resumida, o ensaio com a FDA é ambientalmente

realístico, além de ser rápido, de baixo custo, de fácil execução

técnica e com necessidade mínima de equipamento.

Muito obrigado!

‘Messieurs, c'est les microbes qui

auront le dernier mot.’

‘Senhores, são os micróbios que terão a última palavra.’

(Louis Pasteur)