Palavras
Chave: Mamona,
Biocombustíveis, Biorremediação, Aspergillus fumicatus
1 - Introdução
A biorremediação é desenvolvida sob a ação de microorganismos é um método
cientificamente comprovado e ecologicamente correto com sustentabilidade. É uma
das formas de remediação ocasionada por
microorganismos que apresentam capacidade de metabolizar os componentes e transformá-los em substancias inertes CO2 e água. Usualmente se utilizam bactérias, sendo que o
uso de fungos autóctones ainda é pouco explorado, tendo a vantagem de ser menos
agressivo ao ambiente. Aqui se aplica um consórcio de 1ª geração
de bicombustíveis, sendo sustentável e renovável com fungos que permitem o
processo enzimático da mistura microbiológica: petróleo, água de produção,
glicerina bruta e torta de mamona, areia calcinada e fungos.
Os meios
escolhidos de crescimento ativam e aceleram a cometabolização dos
hidrocarbonetos e tem aplicação na remediação de áreas impactadas por petróleo
em manguezais e ambientes oleosos.
2 - Material e Métodos
Inicialmente foram caracterizados os produtos e substanciam da mistura
microbiológica com análises físico-química e técnica de Fluorimetria do
petróleo, glicerina bruta, e fungos. Fluorescência de RX em areia calcinada, em
toxicologia foi isolado e identificado o fungo Aspergillus fumicatus. A
mistura microbiológica foi composta de resíduo de petróleo 13,25%, areia
calcinada 38,46% na 25% Ø ≈48 mesh, água de produção 32,05%, glicerina bruta
12,82% e torta de mamona 3,37%. Foram levados ao aquecedor agitador magnético,
na temperatura de 70 até 97OC em agitação constante onde permaneceu
por 4 min; após em descanso, foi adicionado cepas do fungo filamentoso Aspergillus
fumicatus..
Tabela 01. Tabela dos produtos e valores em percentagem da
mistura microbiológica
Produtos
|
Valor %
|
Resíduo de
petróleo
|
13,25
|
Torta de
mamona
|
3,37
|
Glicerina de
mamona
|
12,82
|
Areia calcinada
|
38,46
|
Água de
produção
|
32,05
|
A mistura foi lacrada e acompanhado o período de
incubação com a proliferação dos fungos. Houve um processo de transformação
bioquímico e observou-se a liberação de gases. Foram analisadas alíquotas nos
dias zero, 24, 32, 90, 257 e 437 dias,
por cromatografia para monitorar a presença de parafinas e por
espectrofluorimetria para monitorar os fluoróforos.
Figura 1. Por cromatografia picos de hidrocarbonetos em com aumento da concentração relativa C22, criseno e C28.
Cromatografia técnica de separação de misturas e
identificação de seus componentes. Esta depende da diferença entre as
interações dos analitos, a fase móvel e a fase estacionária. Foi usado o aparelho espectrofluorímetro Perkin Elmer–LS55. As amostras
foram analisadas em cubetas de quartzo de 1cm de secção quadrada. Foi
monitorado pico de ativação, crescimento/decaimento no processo microbiológico
dos fungos a transformação das substancias (enzimas orgânicas).
Figura 2: Mapas espectrofluriométricos das amostras zero
dia e 90 dias.
Os resultados foram analisados no programa Origin® com a elaboração de mapas e gráficos
de fluorescência molecular. A biorremediação microbiológica se efetiva
inicialmente com a proteína vegetal e o fungo e posteriormente com o aumento da
população fúngica o consumo de hidrocarbonetos.
Adicionalmente, utiliza a proteína vegetal inibidora ricina na
fermentação alcoólica como fonte de energia para os fungos modificando a
atividade enzimática e favorecendo a mineralização de compostos minerais com os
metais de transição como oxido de cádmium provenientes da areia calcinada. A
glicerina bruta, co-produto da produção do biodiesel, contém uma mistura de
glicerina, ácidos, ésteres, álcalis, e alcoóis, óleo, gliceróis, água e sais
variados. A presença da glicerina bruta com suas impurezas altera a tensão
interfacial, atua na viscosidade e permite que o fungo atue de modo mais
intenso sobre a ricina.
3 - Resultados e Discussão
A cromatografia mostrou que as amostras do tempo zero sem fungos, a
existência de 6 picos atribuídos a antraceno, ferantreno, pireno, C22, criseno,
C28. Já no tempo 32 dias, mostrou a ausência dos picos correspondente a
antraceno, ferantreno e pireno e o aumento da concentração relativa a C22,
criseno e C28 devido a redução da concentração dos demais, identificando o
efeito de biorremediação referente a hidrocarbonetos.
Em fluorescência
inicialmente o máximo de excitação em 300nm o que migrou para 390 à 460nm que
se explica pelo aumento de concentração relativa de HPAs, devido ao consumo de
hidrocarbonetos lineares, após 90 dias a fluorescência reduziu drasticamente
pelo consumo dos HPAs
Figura 3: Intensidade (u.arb.) de
fluorescência induzida excitação 300 nm, para amostras com diferentes tempos de
atuação do produto biodegradável.
Em fluorescência inicialmente o
máximo de excitação em 300nm o que migrou para 390 à 460nm que se explica pelo
aumento de concentração relativa de HPAs, devido ao consumo de hidrocarbonetos
lineares, após 90 dias a fluorescência reduziu drasticamente pelo consumo dos
HPAs. Assim se efetivou a aplicação do processo de obtenção de um produto
biodegradável para emprego em processos de biorremediação de manguezais e áreas
impactadas por derrames de petróleo e derivados, o qual é incorporado ao meio contaminado
e que se pretende remediar.
Figura 4: Fluorescência com excitação a 300 nm, das amostras
contaminadas sem ação do produto e com ação do produto por 257 dias
Os fungos são capazes
de produzir um sistema enzimático responsável pela degradação de compostos
xenobióticos. O processo microbiológico aqui proposto envolve o fungo Aspergillus fumigatus, com a
mamona Ricinus communis, sendo
uma forma natural e efetiva da natureza resolver seus desequilíbrios através
dos seus próprios caminhos como a catálise enzimática, onde extrai seu
substrato e faz a organocatálise, em cetonas (compostos cíclicos). Produzem enzimas extracelulares oxidativas,
capazes de quebrar compostos de policíclicos aromáticos de cadeia longa em
compostos assimiláveis ao seu metabolismo. Na etapa final os nutrientes ficam
escassos e a colônia fúngica passa a processar os materiais disponíveis no
meio, que são os contaminantes hidrocarbonetos, e ocorre a biorremediação do
meio, com liberação de água e de dióxido de carbono. Deste modo foi possível
comprovar que com o emprego do produto, em até 32 dias se dá a biorremediação
para hidrocarbonetos lineares e que em até 90 dias se dá a biorremediação para
HPAs.
4 - Agradecimentos
Laboratório de XRF/ UFBA pelas análises de areias calcinadas, ao
Laboratório Análises Toxicológicas IBIO/UFBA pelo isolamento e identificação do
fungo, e ao Instituto Politécnica UFBA pela glicerina e torta de mamona. E a
Maxidril Equipamentos E&P por conceder resíduo de petróleo.
5
- Bibliografia
[1] Proteolytic enzymes: A pratical approach. Beynom,R.J., Bond,J.S (eds).1989.
Academic press. Oxford.
2 Azevedo, W.F., & Santos, D.S. (2004). Acta
Crystallogr. Sect. D.-Biol. Crystallogr. 60, 2003-2005.
3 CUNHA, 1996. Semina: revista cultural e
científica da Universidade Estadual de
Londrina Volumes 20-21, pg. 68, Universidade do Texas, 18 nov. 2008.
4 Quintella, C.M.,
Gonçalves, O. Patente “Processo de obtenção de produto biodegradável para
aplicação na remediação de solos, águas e ambientes impactados e método de
funcionamento”, 2010.
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