Biorremediação

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Biorremediação consiste na utilização de seres vivos ou seus componentes na recuperação de áreas contaminadas. Geralmente são processos que empregam microrganismos ou suas enzimas para degradar compostos poluentes.

A Biorremediação pode ser definida como todo o processo que usa microrganismos, fungos, plantas, algas verdes ou suas enzimas para que o ambiente contaminado retorne a sua condição original.

A Biorremediação pode ser empregada para atacar contaminantes específicos no solo e águas subterrâneas, tais como a degradação de hidrocarbonetos do petróleo e compostos orgânicos clorados pelas bactérias. Um exemplo mais geral é a limpeza de derramamentos do óleo pela adição dos fertilizantes de nitrato ou de sulfato para facilitar a decomposição do óleo pelas bactérias presentes no meio.

Índice

[editar] Aplicações

O processo de biorremediação se dá pelo fato de microrganismos, como as bactérias, utilizarem substratos orgânicos e inorgânicos, como exemplo o carbono como fonte de alimentação. Desta forma, convertendo os contaminantes em CO₂ (dióxido de carbono) e H₂O (água).

A Biorremediação e a Fitorremediação foram usadas durante séculos, por exemplo, a desalinação do solo de agricultura pela fitoextração.

As tecnologias de Biorremediação podem geralmente ser classificadas como “in-situ” ou “ex-situ”. A Biorremediação “in-situ” envolve tratar o material contaminado no próprio local, enquanto a “ex-situ” consiste na remoção do material contaminado para tratamento em local externo ao de sua origem. Entretanto, nem todos os contaminantes são facilmente tratados pela biorremediação. Por exemplo, os metais pesados tais como o cádmio e o chumbo não são absorvidos nem capturados prontamente pelos microorganismos, porém, podem ser transformados em compostos menos perigosos. A assimilação dos metais tais como o mercúrio na cadeia alimentar pode agravar o caso. A Fitorremediação é útil nestas circunstâncias, pois muitas plantas são capazes de bioacumular estas toxinas em suas partes acima da superfície, que são colhidas então para a remoção.

Por ser um processo natural promove um tratamento adequado ao meio, seu custo é relativamente baixo quando comparado à outras alternativas convencionais de tratamento de resíduos sólidos. Não obstante, para se obter elevado rendimento no processo, é necessário se determinar quais são as condições que favorecem a atividade microbiana, como por exemplo: meio anóxico, teor de nutrientes elevado, tempo de retenção, atividade enzimática, temperatura, pH, e inóculo aclimatado ao meio tóxico, sendo assim capaz de tratá-lo adequadamente. Como se observa, inicialmente a matéria orgânica do lixo é atacada por bactérias formadoras de ácidos. Como resultado dessa primeira fase, ácidos graxos, açúcares e outros compostos orgânicos de baixo peso molecular são produzidos. Em seguida, na segunda fase, os ácidos são consumidos por bactérias formadoras de metano (metanogênicas), onde o CH₄, CO₂ e H₂O são os produtos finais.

[editar] Estágios do processo de decomposição anaeróbica

Estágio não metanogênico, onde as reações de hidrólise iniciam o estágio não metanogênico pela redução da matéria orgânica complexa à compostos insolúveis menores, através de enzimas extra celulares. Os produtos da hidrólise incluem ácidos graxos, açúcares simples, aminoácidos e outros compostos orgânicos de baixo peso molecular. Durante a hidrólise os microorganismos que participam do processo despendem mais energia do que conseguem ganhar. Apesar disso, aumenta a disponibilidade energética do meio em função das alterações sofridas pela matéria orgânica e da fonte de energia a ser utilizada nas reações subseqüêntes. Atividades tradicionais neste estágio complementam as modificações da matéria orgânica, como a captura de energia, formação de ácidos orgânicos, produção de amoníaco (NH₃), água e de gases como o hidrogénio (H₂) e o dióxido de carbono (CO₂).
Estágio metanogênico, os microrganismos atuantes no estágio são geralmente bactérias do gênero Methanobacterium, habitante comum do solo, do rúmem e dos esgotos domésticos. Esse microrganismo obtém energia a partir de duas reações principais: redução do CO₂ pela adição de H₂ para formar CO (monóxido de carbono) e H₂O, que a partir da quebra do CH₃COOH (ácido acético ou etanóico) formam o metano e o dióxido de carbono.

Em resumo, durante a decomposição anaeróbia, segundo o princípio de duas fases, gases como CO₂, H₂, CH₄, N₂ (azoto) e H₂S (ácido sulfídrico) são produzidos por dois grupos distintos de microrganismos, os formadores de ácidos e os formadores de metano.

A biorremediação, associada ao aterro sanitário celular que é uma variável do aterro sanitário convencional, pode ser definida como uma técnica derivada do aterro sanitário convencional, caracterizando-se por um processo seqüencial que, fundamentado nos critérios de bioengenharia e normas operacionais específicas, permite o efetivo tratamento de resíduos sólidos, no solo e em seus efluentes de líquidos e gases, em níveis primário, secundário e terciário, evitando a poluição do solo, ar e recursos hídricos.

[editar] Terminologia usada

Célula de aterro é o elemento unitário ou derivada do aterro sanitário celular, onde os resíduos são efetivamente tratados;
Carga orgânica é a fração dos resíduos na forma sólida, líquida ou resultante do processo de decomposição da matéria orgânica presente no lixo;
Carga inorgânica é a fração dos resíduos na forma sólida ou líquida, resultante do processo de tratamento dos resíduos;
Processos físicos são aqueles que não alteram a natureza da matéria do lixo e de seus contaminantes;
Processos biológicos são aqueles que alteram a natureza da matéria e de seus contaminantes, tendo como fundamento a ação microbiana;
Processos químicos são aqueles que alteram a natureza da matéria e de seus contaminantes, tendo como fundamento a ação de substâncias químicas.