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!
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(011) 3091 7745