Biorremediação de Compostos Orgânicos e
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Biorremediação de Compostos Orgânicos e
Biorremediação de Compostos Orgânicos e Inorgânicos René P. Schneider Laboratório de Microbiologia Ambiental, Instituto de Ciências Biomédicas, Av. Professor Lineu Prestes, 1374 CEP 05508-900 Universidade de São Paulo Biorremediação: Emprego de microrganismos ou de suas enzimas para degradar ou inativar compostos tóxicos Biotransformação: modificação de estrutura de uma molécula catalizada por reação enzimática Biodegradação: destruição enzimática de moléculas Biomineralização: degradação biológica de uma molécula até os seus constituintes inorgânicos: CO2, H2O, NH4+, SO42-, PO33-, etc, Biodegradação Catabólica: Poluente fornece Energia e Componentes da Célula Regra geral: degradar a molécula do poluente até obter uma estrutura comum ao metabolismo básico da célula: glicólise, ciclo de Krebs, etc. intermediário-chave: catecol Quebra do anel aromático Co-metabolismo: Exemplos Deshalogenações respiratórias Methylosinus Dehalococcoides Biodegradação de Compostos inorgânicos Biodegradação: NO3- ( N2), SO42- ( H2S). Biosorção: adsorção de íons de metais do glicocálix da superfície da célula Bioprecipitação: produção de sulfetos por bactérias redutoras de sulfato pode resultar da precipitação de sulfetos de metais. Biotransformação (metais): alteração do estado de oxidação pode tornar um metal insolúvel ou menos tóxico: Cr(VI) Cr(III): redução As(III) As(V): oxidação Biodegradação: Formação de Intermediários Tóxicos Acefato 866 mg/kg (fêmeas) 945 mg/kg (machos) Biodegradação microrganismos, animais, plantas Biodegradação microrganismos Metamidofós 16 mg/kg (fêmeas) 21 mg/kg (machos) Metabolismo animais O-methyl N-acetyl phosphoramidate Biodegradação microrganismos, animais, plantas Hidrólise meio-ambiente DMPT O,S-dimethyl phosphorothionate S-methyl acetyl phosphoramidothioate Biorremediação Rio Pinheiros Gasosa Odores Líquida Sólida Biorremediação Rio Pinheiros Composição Matéria Orgânica Componente Água Proteínas DNA RNA Polissacarídeos Membranas Monômeros Íons inorgânicos % peso Compostos diferentes Unidade Básica Moléculas diferentes 70 15 1 6 3 2 2 1 1 3.000 1 > 3.000 5 > 350 500 20 aminoácido nucleotídeo nucleotídeo açúcares lipídios - 1 20 4 4 ~50 < 350 500 20 Biorremediação de matéria orgânica depende de processos de hidrólise de polímeros Compostos que causam Odor mercaptanas, sulfeto de metila e de dimetila, polisulfetos, skatole (de triptofano), aminas (putrecina, cadaverina e βfeniletilamina), ácidos graxos (butírico, propiônico e esteárico), gás sulfídrico, amônia, etc. It was actually not the disease, but rather the smell of the polluted Thames River, that caused the UK Parliament to decide, after the ‘big stink’ of the summer of 1858, to allow the construction of the main London sewers, creating a bypass along the Thames to sea. In those days the curtains and drapes of the Houses of Parliament, were treated with ‘chloride of lime’ to combat the odours. In spite of these attempts Parliament was closed in 1858 because of the unbearable smells from the river. Harreveld, A. P. Odor Regulation and the History of Odor Measurement in Europe Degradação Anaeróbia de Polímeros Biogênicos: Ambientes com elevada concentração de sulfato Polímeros Fermentadores primários Monômeros Fermentadores primários Fermentadores primários Ácidos graxos de baixo peso molecular Fermentadores Fermentadores Álcoois secundários secundários Lactato Succinato H2, CO2, CH3-R, HCOORedutoras de Sulfato Redutoras de Sulfato H2S, CO2 Acetato Redutoras de Sulfato Biodegradação de Compostos que causam Odor na Fase Gasosa Os Compostos mal-cheirosos são produzidos na coluna de água ou no sedimento? Como Minimizar a Produção de Odores no Rio por Biorremediação? Estimular a Biodegradação Anaeróbia com Aceptores Finais de Elétrons mais Energéticos Shing Mun River, Hong Kong Shing Mun River, Hong Kong Shing Mun River, Hong Kong Shing Mun River, Hong Kong Bactérias Desnitrificantes para Biorremediação de Sedimentos Reage com o ozônio atmosférico: NO + O3 NO2 + O2 Compostos voláteis Gás de efeito estufa. 1 molécula corresponde a 250 moléculas de CO2. Condicionantes para o Sucesso da Biorremediação com Nitrato dos Sedimentos Biodegradação de Compostos que causam Odor na Fase Líquida Tempo de residência hidráulica ~6 horas Idade do lodo (recirculação de sólidos) ~ 5 a 15 dias Concentração de biomassa: 1,5 a 6g/L Eficiência de remoção da carbono dissolvido: 85 a 95% Essencial: formação de flocos Tratamento de Águas Residuárias na Bacia Reatores de Membrana para Tratamento de Esgotos Performance MBR Submerso com Placas: Kubota Porlock: 1900m3/dia em 6 anos de operação: troca de 13 placas de membranas de um total de 3600, 8 limpezas químicas Pasig River River, Manila Muito Obrigado! [email protected] (011) 3091 7745