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domingo, 20 de novembro de 2011

Contaminação de ambientes por metais e Cupriavidus metallidurans

Cupriavidus metallidurans CH34: essa é uma das nossas heroínas da biorremediação. A bactéria é capaz de sobreviver em ambientes contaminados. Foi estudada e transformada em laboratório. Originalmente sua genética permitia que metais se fixassem em pouca quantidade na sua membrana. Mas, depois de modificada, essa função foi potencializada, e agora ela é capaz de manter os íons metálicos na sua superfície em níveis muito superiores aos do micro-organismo selvagem.

Antes e depois: à esquerda, a bactéria original; à direita, a bactéria modificada.

Testes realizados em laboratório comprovaram a eficiência da CH34 na remoção de metais pesados de efluentes. Pesquisadores afirmam que a bactéria pode recuperar metais de efluentes contaminados provenientes de indústrias e até mesmo do esgoto doméstico.
As bactérias são criadas em um recipiente fechado chamado de biorreator, que permite a passagem de líquido e funciona como um filtro. O biorreator é abastecido com efluente contaminado. Depois que a capacidade das bactérias de fixar os íos metálicos acaba, elas são retiradas do biorreator e são incineradas, para não haver dispersão das mesmas. Assim o metal é resgatado podendo ser reaproveitado.


Referências: 
http://cienciahoje.uol.com.br/noticias/biotecnologia/bacterias-no-combate-a-poluicao
Acessado em 17/11/2011

Biorremediação de resíduos sólidos industriais: borra do petróleo



ftp://ftp.ufrn.br/pub/biblioteca/ext/bdtd/AdrianaKVG.pdf Acessado em 17/11/2011
Processo semelhante ao aterro celular.

Utiliza-se nesse caso a tecnologia de biopilhas que envolve a construção de células ou pilhas de solo contaminado de forma a estimular a atividade microbiana dentro da pilha através de uma aeração muito eficiente. A atividade microbiana pode ser aumentada pela adição de umidade e nutrientes como nitrogênio e fósforo. As bactérias degradam os hidrocarbonetos adsorvidos nas partículas de solo, reduzindo assim suas concentrações. Tipicamente, as biopilhas são construídas sobre uma base impermeável para reduzir o potencial de migração dos lixiviados para o ambiente subsuperficial. Uma malha de ductos perfurados instalados na base da pilha e conectados a um compresso garante a perfeita aeração do conjunto. Pilhas são, geralmente recobertas por plástico para evitar a liberação de contaminantes para atmosfera, bem como para protege-la de intempéries. 

Referências: 

Biorremediação de solos e águas subterrâneas por agentes combustíveis

As alternativas que utilizam soluções mais naturais e com menores impactos no subsolo vêm ganhando maior destaque nos últimos anos. Porém, vale lembrar que, essas soluções, devido ao maior tempo requerido na remediação, nem sempre são suficientes para atingir os objetivos do projeto e devem, na maioria dos casos, ser aplicadas em complemento às tecnologias convencionais já existentes (NOBRE e NOBRE, 2005). 
Algumas tecnologias de remediação de águas subterrâneas e solos são: 
  • Barreira hidráulica; 
  • Pump-and-treat; 
  • Extração multifásica;
  • Oxidação química; 
  • Extração de vapores do solo; 
  • Air sparging; 
  • Air stripping; 
  • Biopilhas; 
  • Biorremediação; 
  • Soil flushing; 
  • Bioventing; 
  • Atenuação natural; 
  • Biosparging; 
  • Dessorção Térmica e Fitorremediação. 
Extração multifásica: 



A extração multifásica ocorre por meio da instalação de um sistema de ventilação a vácuo, onde os poços de extração ficam distribuídos na área de interesse. Através da aplicação do vácuo nos poços de extração, cria-se um gradiente de pressão dirigido para estes pontos, de onde são extraídas a fase livre, vapor e dissolvida do contaminante. O gradiente de pressão é diretamente proporcional ao vácuo aplicado, logo, a eficiência na extração das diferentes fases do contaminante será função do sistema a ser implantado. A mistura bombeada deve ser direcionada para uma caixa separadora de água e óleo, com o combustível recuperado armazenado em tambores e a água contaminada destinada para tratamento em filtro de carvão ativado para posterior reinjeção. O vapor extraído é direcionado para um sistema de carvão ativado e lançado na atmosfera (NOBRE et al., 2003; FURTADO, 2005). 


Air Sparging: 
 

É uma tecnologia in situ, que introduz ar no aqüífero contaminado para produzir borbulhamento na água. As bolhas de ar são atravessadas horizontalmente e verticalmente pela coluna de solo, criando uma aeração que remove os contaminantes por volatilização. Para um melhor rendimento, o Air Sparging poderá ser utilizado associado à Extração de Vapores (EVS). Esta tecnologia opera com altas taxas de fluxo de ar, a fim de se manter contato constante entre a água e o solo e propiciar maior aeração da água subterrânea. Os grupos-alvo de contaminantes do Air Sparging são os VOCs e combustíveis derivados de petróleo (NOBRE et al., 2003; FURTADO, 2005). 


Biorremediação: 
Utiliza-se de técnicas naturais para promover a remediação de uma área impactada, através de microorganismos (bactérias e fungos) para degradar substâncias ou compostos perigosos aos seres humanos e transformá-los em substâncias com pouca ou nenhuma toxicidade (TECNOHIDRO, 2001). 

Os principais mecanismos de biotransformação de contaminantes orgânicos em água subterrânea são efetuados nos biofilmes, que são bactérias e polímeros extracelulares aderidos à subsuperfície Os microorganismos obtêm nutrientes e energia das substâncias orgânicas, os mesmos digerem essas substâncias, presentes em solos e águas subterrâneas, transformando-as, XVII Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos principalmente, em dióxido de carbono e água. 

Referências:
Acessados em 17/11/2011

sábado, 19 de novembro de 2011

Contaminação da água do mar por Petróleo

Aqui vai um esqueminha mostrando o problema:


A mancha de petróleo formada pelo vazamento sofre processos naturais: espalhamento, evaporação, dissolução, foto-oxidação, dispersão, emulsificação, biodegradação natural e outros processos intempéricos físicos e químicos (ação do vento, sol, organismos vivos...).
Logo, nesse caso, a primeira medida é isolar a mancha para controlar a sua propagação. Esse processo é feito com a utilização de uma barragem móvel com suas duas extremidades ligadas a barcos (como na imagem). Essas barreiras são geralmente flutuantes, mas também são empregadas as barreiras físicas de superfície.
A seguir utilizam-se as seguintes ferramentas e substâncias:

  • Skimers: recolhe o óleo superficialmente
  • Dispersantes: dissolve em gotas menores, permitindo assim que ele entre mais facilmente na coluna d’água. Evita que animais na superfície d’agua não sejam atingidos.
  • Absorventes e Adsorventes: absorvem o óleo até que fiquem saturados.
  • Coagulantes/Floculantes: floculantes em pó que se juntam ao óleo e se desloca ao fundo da coluna de água.
  • Biorremediação: facilitado pelos dispersantes (que tornam o composto mais biodegradável) e pelos coagulantes/floculantes (leva o óleo para o fundo, para causar menos danos à superfície) os agente aceleradores da biodegradação são introduzidos.

Abaixo o esquema em sequência:


Referências:
Acessado em 17/11/2011


Aterro sanitário celular: acelerando a decomposição

Primeiro, uma ilustração:


Olha que idéia interessante: construir um Aterro Sanitário Celular onde já havia um aterro comum. Mas... Como fazer isso?
Inicialmente, é feito um estudo de caso para a viabilidade e cálculo dos custos de recuperação. O projeto segue com a fase de materialização do projeto, explicado na seqüência abaixo:
  • Remoção de resíduos: Ações ex situ: remoção dos resíduos do local onde foram dispostos de forma discriminada e de camadas de terra contaminadas.
  • Escavação, isolamento e divisão em células: Início de ações in situ: confinamento dos resíduos em células (não as células vivas, mas sim, unidades de armazenamento). Para isso são feitas barreiras verticais de argila ou de material têxtil, de espessura entre 1,5 e 5,0 metros.
  • Preparação dos diques de contenção: Construção de diques, em formato trapezoidal de controle da pluma de líquidos.
  • Preparação das bases das células: São construídas bases em formato retangular impermeabilizadas.
  •  Aterramento celular de resíduos: Disposição diária dos resíduos e compactação dos mesmos em rampa inclinada.
  • Drenagem e retenção de líquidos percolados: Controle da pluma liquida através de um sistema de linhas horizontais de drenos ou meios porosos dispostos de forma estratégica, otimizando os mecanismos de filtragem dos líquidos.
  • Drenagem e captação de gases: Sistema de controle da pluma gasosa, sistema de linhas horizontais de drenos ou meios porosos que servem para captar os gases produzidos no processo.
  • Drenagem de águas pluviais: Incluso no sistema de controle de líquidos.
  • Selamento e cobertura final das células: Por se tratar de um meio anaeróbico, as células, após atingir a cota final de projeto e antes de iniciar o tratamento por células anaeróbicas ou fase biológica, deve receber o selamento de topo e cobertura final com uma camada de argila com espessura variando entre 0,6 a 1.0 m.
  • Manutenção corretiva das células: Processo de monitoramento em que, no caso de haverem trincas na cobertura, dá-se início então à manutenção corretiva, para não haver vazamento.

Funcionamento do aterro:
O chorume é drenado e depois desviado por valas para os coletores, evitando a contaminação do lençol freático. Através de bombas, o líquido é transportado para os reatores, onde é misturado com inoculantes biológicos (bactérias anaeróbias) e nutrientes. Então, o líquido volta para a célula para acelerar a decomposição do material orgânico. Após esse processo, a célula é aberta para que o lixo seja separado e reaproveitado. Cerca de 60% do composto vira adubo.
Esta excelente ideia já é adotada em Manaus/AM. O lixo, destinado a um lixão, chegou a invadir um igarapé, inspirando atitudes menos impactantes. Para mais informações, visite: http://microamiguinhos.tumblr.com/brasilemundo.

Referências:
http://books.google.com.br/books?id=ZnmaOFvJ6a4C&pg=PA137&lpg=PA137&dq=aterro+sanit%C3%A1rio+celular&source=bl&ots=IS7kZWrBAY&sig=zRBy2u3jwzQ5npmAjVcD1M054qw&hl=pt-BR&ei=xpXFTpCnDIqJgwe-xLTwDg&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=6&ved=0CGsQ6AEwBQ#v=onepage&q=aterro%20sanit%C3%A1rio%20celular&f=true - acessado em 18/11/11
http://microamiguinhos.tumblr.com/brasilemundo - acessado em 18/11/11

Inovação

Oi, todo mundo!
Postamos anteriormente algumas áreas em que são empregados processos de biorremediação. Aqui, vamos detalhar alguns casos nos quais ela é usada.