BIORREMEDIAÇÃO DE ÁREAS CONTAMINADAS POR PETRÓLEO E

DERIVADOS

1. Introdução

A contaminação por petróleo e seus derivados, em ambientes aquáticos e terrestres,

tem sido um dos principais problemas ambientais das últimas décadas. Diversas técnicas

físicas e químicas foram desenvolvidas para a retirada do petróleo em ambiente aquático

e também na tentativa de reduzir seus efeitos sobre o ecossistema. Os derivados do

petróleo como os compostos químicos: hidrocarbonetos alifáticos (derivados do óleo cru

e produtos de petróleo refinado); alguns compostos clorados, alcanos e alquenos

bromados, são os agentes contaminantes que preocupam pesquisadores, estes trabalham

em novas tecnologias para remediação biológica menos onerosa e mais eficiente.

A descoberta de que certas bactérias que vivem em sedimentos marinhos, inclusive

nas areias das praias, podem degradar os componentes do petróleo, despertou a

possibilidade de utilizar métodos biológicos para o tratamento das áreas contaminadas.

Essa degradação biológica realizada por microrganismos é conhecida como

biodegradação, e o conjunto de técnicas envolvendo microrganismos, ou produtos de seu

cometabolismo, plantas entre outros é conhecido como Biorremediação.

A biorremediação visa incrementar os processos biodegradativos que já existem na

natureza, tornando-os mais eficaz e aumentando a taxa da atividade microbiana. Essa

tecnologia tem aplicações potenciais de limpeza em solos, sedimentos e águas.

Comparados aos métodos físicos de limpeza, a biorremediação é considerada a menos

onerosa e causa menor impacto ambiental.

2. Compostos químicos do petróleo e derivados

Os compostos químicos do petróleo e seus derivados são conhecidos como compostos

xenobióticos. A grande maioria dos xenobióticos compreendem os hidrocarbonetos

alifáticos, os alcanos, os alquenos bromados, compostos clorados como tricloroeteno

(TCE), o tricloroetano (TCA) e o etilenodibrometo (EDB).

Os compostos aromáticos clorados são os principais poluentes ambientais, são tóxicos

e resistentes à biodegradação, acumulando-se no sedimento e na biota. Quando um

composto é de difícil degradação denomina-se de composto recalcitrante.

2.1 Biodegradação dos xenobióticos

A biodegradação de um complexo de moléculas normalmente envolve o efeito

interativo das comunidades mistas de microrganismos e conta com a versatilidade

metabólica das bactérias e fungos. A biodegradação desses compostos envolve a

participação de enzimas monooxigenazes na clivagem do anel de hidrocarbonetos

aromáticos e a biotransformação de hidrocarbonetos alifáticos.

Os n-alcanos de cadeia longa são transformados mais lentamente quando comparados

aos compostos de cadeia curta; Os hidrocarbonetos saturados são mais rapidamente

degradados do que seus análogos; O grau de ramificação da molécula é inversamente

proporcional à velocidade de degradação; A recalcitrância é comum em compostos

alifáticos altamente metilados.

2.2 Metabolismo microbiano

Muitos microrganismos possuem a facilidade em adaptar-se ao substrato e tornam-se

resistentes a eles, aumentando a taxa de degradação.

A transformação de agrotóxicos por microrganismos, na qual deriva algum beneficio

nutricional do processo, usando a molécula orgânica como fonte de carbono e energia, ou

outro nutriente, é chamado de metabolismo. O metabolismo frequentemente resulta na

mineralização de um agente contaminante, isto é, em sua conversão para dióxido de

carbono, água e íons inorgânicos. Esta mineralização é a mais desejável, uma vez que ela

gera carbono e energia para o crescimento microbiano.

O processo de cometabolismo é muito importante para a biorremediação porque a

população microbiana pode crescer em altas concentrações de uma fonte inócua de

carbono (C) e ainda degradar o contaminante.

3. Critérios para seleção de técnicas de biorremediação

Para uma seleção estratégica mais efetiva de biorremediação é necessário o prévio

conhecimento de algumas características dos contaminantes como: solubilidade, estrutura

molecular, volatilidade, peso específico e susceptibilidade ao ataque microbiano. Alem

disso outros fatores também interferem no sucesso da biorremediação, como:

comunidade microbiana nativa, aeração, suplementação nutricional, potencial de água,

dentre outros.

Em alguns casos de solo contaminado, pesquisadores relatam sobre a importância de

se conhecer a heterogeneidade do resíduo (orgânicos e inorgânicos em estado físico – gás,

líquido, sólido); concentração do contaminante, persistência ou toxicidade e condições de

crescimento microbiano.

4. Tecnologias de biorremediação

A biorremediação pode ser acompanhada por métodos in situ, onde os materiais são

tratados no próprio local, ou por métodos ex situ, onde os materiais são retirados do local

e tratados em outro (pode ser em solo não contaminado, em laboratório, em reatores, irá

depender da técnica a ser empregada).

4.1 Biorremediação in situ: bioaumento, bioestimulação e atenuação natural

monitorada.

BIOESTIMULAÇÃO: A biorremediação no local, quando há microrganismos nativos,

para favorecer o aumento da taxa de degradação, adiciona-se no meio, nutrientes,

fertilizantes como nitrogênio, fósforo, mantendo uma relação equilibrada de N/P/C.

Também podem adicionar substratos carbonados para promover o cometabolismo de

contaminantes. Estes nutrientes irão favorecer o crescimento microbiano, aumentando a

atividade metabólica microbiana e a consequente degradação acelerada do agente

contaminante.

BIOAUMENTO: É a introdução de microrganismos não nativos (alóctones) quando se

identifica a insuficiência de microrganismos nativos (autóctones) para a biodegradação do

contaminante. Os microrganismos alóctones não devem competir com os autóctones,

atuando em sinergismos para que ocorra maior eficiência na degradação.

ATENUAÇÃO NATURAL MONITORADA: Essa tecnologia é também conhecida como

remediação passiva ou intrínseca e se refere aos processos físicos, químicos e biológicos

que, em condições favoráveis, agem sem a intervenção humana, reduzindo a massa, a

toxicidade, à mobilidade, o volume ou a concentração dos contaminantes no solo ou na

água subterrânea.

4.2 Biorremediação ex situ: landfarming, compostagem ou biopilha, biorreatores.

LANDFARMING: É considerada por alguns pesquisadores como uma biorremediação

mista, a qual é aplicada sobre o solo, reduzindo a concentração dos agentes

contaminantes. Esta tecnologia envolve o espalhamento da camada superficial do solo

contaminado escavado promovendo a atividade microbiana aeróbia, podendo ser

auxiliada pela bioestimulação, com a adição de minerais e água. Espécies biodegradadoras

de hidrocarbonetos podem ser adicionadas para aumentar a taxa de degradação. O solo

deve ser bem misturado para aumentar o contato entre os compostos orgânicos e os

microrganismos e também o fornecimento de oxigênio necessário para a degradação

biológica aeróbia. Dependendo da taxa de degradação, os solos com históricos de

contaminação com compostos hidrocarbônicos, e que estão sendo biotratados também

podem ser reaplicados ao sitio contaminado a intervalos regulares ajudando a amplificar a

atividade biológica.

BIOPILHAS: Este tratamento consiste no envolvimento do solo contaminado em

montes ou pilhas, e a estimulação da atividade microbiana com a adição de minerais e

água. Temperatura e pH podem também ser controlados para magnificar a biodegradação.

As áreas tratadas são providas de cobertura impermeável para reduzir as perdas por

lixiviação para áreas de solo não contaminados. Essas pilhas que possuem sistemas de

ventilação, onde o ar passa, podem situar-se a seis metros e devem ser cobertas para

prevenir encharcamentos e evaporação. Se existirem compostos contaminantes voláteis, o

ar deverá ser tratado. As biopilhas são similares ao Landfarming, sendo que o solo é

areado através de pás e escavadeiras.

BIORREATORES: O solo contaminado é escavado, peneirado para remoção de grandes

partículas e, então, misturado com água de modo a formar lama, contendo 10 a 40% de

partículas solidas. Esse material é misturado mecanicamente no reator, recebendo

nutrientes e ar ou oxigênio para manter o conteúdo em condições aeróbias. O solo tratado

é então transferido de volta a área original ou a outro local. Esse tipo de biorreator é ideal

para tratamento de solos com alto conteúdo de argila, devido à dificuldade de tratamento

“in situ” de solos com baixa permeabilidade.

5. Conclusão e considerações

A biorremediação de áreas contaminadas por petróleo e derivados tem recebido a

atenção de muitos pesquisadores no mundo. Entretanto, o campo de pesquisa nesta área

vem crescendo e conquistando novos resultados nas áreas de biogenética com cepas de

bactérias com maior resistência aos agentes contaminantes, entre outros. Para que o

processo de biorremediação ocorra de forma eficaz é necessário que a área contaminada

seja caracterizada do ponto de vista físico, químico, biológico e hidrológico. Essas

observações quando a característica física relaciona a distribuição espacial da

contaminação; as características químicas relacionam quanto a composição da

contaminação, propriedade de absorção do sedimento; característica biológica, quanto a

presença de microrganismos viáveis e com potencial para biodegradação do agente

contaminante. Assim através dessas observações torna-se mais claro o diagnóstico da

contaminação da área para o emprego eficaz da biorremediação.