Biotecnologia ambientalBiotecnologia ambiental

ObjetivosObjetivos

TecnologiasTecnologias

ObjetivoObjetivo

• Preservar o meio ambiente e seus recursos do impacto negativo da atividade do homem

O uso adequado da natureza (plantas, animais, bactérias, fungos e outros seres vivos) de forma a se obter

• energia renovável, • alimentos e • nutrientes em um ciclo de benefícios integrados

onde os processos que produzem resíduos servem de base (fornecem insumos) para novos processos.

O que é?O que é?(Sociedade Internacional de Biotecnologia Ambiental) (Sociedade Internacional de Biotecnologia Ambiental)

• O desenvolvimento, uso e regulação dos sistemas biológicos relacionados a:– Remediação dos ambientes (terra,ar e

água) contaminados e – Processos ambientalmente corretos tais

como aqueles envolvidos • nas tecnologias verdes ou limpas e,

de desenvolvimento sustentável Prevenção da poluição

Tecnologias Tecnologias

• Verdes ou limpas (“greentech” ou “cleantech”)

– BIORREMEDIAÇÃO (usando-se microrganismos e plantas, “ fitorremediação”)

– PREVENÇÃO– DETECÇÃO E MONITORAMENTO

BiorremediaçãoBiorremediação

Uso de sistemas biologicos (geralmente plantas ou microrganismos) na redução da poluição do ar, água ou sistemas terrestres.

Biodegradação

BiorremediaçãoBiorremediaçãoe biodegradaçãoe biodegradação

Vias metabólicas normalmente utilizadas para crescimento e produção de energia são usadas para degradação de poluentes

COMETABOLISMO- sem beneficio direto para as espécies degradadoras

Aplicações praticas

BiorremediaçãoBiorremediação

Poluente

Mineralização completa

CO2+ água+sais inofensivos

Biodegradação incompleta

Ex: Tetra –CloroEtileno ou Tri CE geram compostos mais toxicos que os originais

Detoxificação Detoxificação ou não detoxificação

BiorremediaçãoBiorremediaçãoPapel dos MicrorganismosPapel dos Microrganismos

BIOrremediaçãoBIOrremediaçãoBiorremediação intrinseca- natural

Suplementação

( com nutrientes, bactérias, oxigênio, CO2..requisitos outros)..

Biomagnificação- + microrganimos

Bioestimulação- + nutrientes

Bioventilação- + CO2, + O2

Landfarming- + O2 + microrganismos

Exxon Valdez, Alasca 1989

BiorremediaçãoBiorremediaçãoBiomagnificaçãoBiomagnificação

Inoculantes Inoculantes

LAND FARMINGLAND FARMING1. PEAD revestimento

2. Bomba para coleta lixiado

3. Camada de pedra

4. CAMADA DE SOLO A TRATAR

5. Feno de alfalfa para reter umidade

6. Rodas do sistema de irrigação

7. Tubulação com suficientes perfurações

8. Tubo flexivel coleta do lixiviado

9. Válvula controla subida para o bioreator ou para tanque de água

10. Mangueira de recirculação

11. Biorreator (bactéria)

12. Tubulação de água

13. -16- Sistema distribuição água

USOS USOS

Remover ou reduzir resíduos poluentes presentes no ambiente

Remover poluentes antes de atingir o ambiente (end of pipe processes)

Água e efluentes industriaisÁgua e efluentes industriais

Microrganismos nas estações de tratamento de esgoto e de efluentes industriais removem a maior parte dos poluentes antes destes serem lançados no mar.

Aumento da atividade industrial aumentou necessidade de eliminar especificamente poluentes como: compostos de fosforo, nitrogênio, metais pesados e compostos a base de cloro

Água e efluentesÁgua e efluentesBiorreatoresBiorreatores

Biorreatores onde poluentes + microrganismos ficam em suspensão

custos

Microrganismos produzidos são re-usados como insumos de outras industrias

(Ex: biomassa do Penicillium na produção do antibiotico)

Biomassa produzida pode servirpara ração

Ar e poluentes gasososAr e poluentes gasososNo inicio foram usados filtros preenchidos com composto para a retirada de odores.

Taxas de processamento baixas

e vida curta

Bioscrubber

SoloSolo

In situ

Ex-situ

Aplicáveis as tecnologias bioestimulação, magnificação, bioventilação dentre outras

bioreatores

Águas substerrâneas e subsoloÁguas substerrâneas e subsoloBiorremediação de TCEs no JapãoBiorremediação de TCEs no Japão

FitorremediaçãoFitorremediaçãoFitorremediação de solos contaminados com tebuthiuron utilizando-se espécies cultivadas para adubação verde   Pires, F.R.I e outros Prof. da Faculdade de Agronomia da Universidade de Rio Verde – FESURV, Fazenda Fontes do Saber, Campus Universitário, Caixa Postal 104, 75901-970 Rio Verde-GO, <frpires@fesurv.br> 

Residuos solidosResiduos solidos

Digestão anaeróbica

Compostagem

Biogás

+

Residuos estável

Ciclagem nutrientes

Estratêgia de biorremediação

Fertilizante

Baixa liberação

Alternativa inciniração

CompostagemCompostagem

• Apresentação do trabalho de Cristina Santi, Mestrado em Biotecnologia

Eficiência dos processosEficiência dos processos

Uso alternativo de enzimas- tornou muitos processos ambientalmente corretos mais limpos (clean tech)

ENZIMAS – 1) Não são toxicas

2) Biodegradáveis

3) Funcionam em condições moderadas de temperatura

4) Processos são mais economicos

energéticamente e em recursos

Inovação de produtosInovação de produtos

Biotecnologia ajudou a produzir NOVOS MATERIAIS com menos impacto no ambiente

Bioplásticos

Evita o uso de fontes não renováveis (combustíveis fosseis)

Plantas transgênicas

Resistentes a insetos

Microrganismos transgênicos-com capacidade de biorremediar inumeros poluentes

Detecção e monitoramento Detecção e monitoramento

• Inumeração microganismos- tecnicas de biologia molecular e imunoensaios

• Técnicas para detecção microbiana-FISH e outras

• Biosensores ( biologicos+ eletronicos)- avaliação de poluentes