BIODEGRADAÇÃO APRESENTAÇÃO

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BIODEGRADAÇÃO E BIOREMEDIAÇÃO
Denílson Alves de Araujo
Grupo de Química Ambiental - GQA
Programa de Monitoramento Ambiental de Efluentes – PMAE
DCNAT - UFSJ
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EFLUENTES
Águas contaminadas resultantes de processos industriais, despejadas nos corpos de água, causando danos ambientais; 
Devido exigência da legislação e fiscalização dos órgãos públicos, além da escassez de água potável no mundo, algumas indústrias tratam seus efluentes para serem reusados ou descartados adequadamente;
Água de efluentes pode ser comercializada e sendo baixa qualidade, seu preço é de apenas 5% do preço da água normal;
O reuso é de grande importância na preservação dos recursos naturais. 
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CONTAMINAÇÃO POR EFLUENTES
Poluição orgânica – aumento da DBO;
Presença de nutrientes – eutrofização;
Produtos tóxicos – metais pesados, ácidos e solventes;BTEX
Poluição térmica – reduz a solubidade do oxigênio na água
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CONTAMINAÇÃO DAS ÁGUAS
Refere-se à mudanças das propriedades físicas e químicas;
Mudança de um estado benéfico para outro perigoso para os organismos que depende da água para sua sobrevivência;
FONTE: REVISTA Geociências e Educação Ambiental/Cidadania
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TIPOS DE TRATAMENTO
Processos físicos: decantação, flotação, stripping, tratamento por UV;
Processos químicos: Precipitação, Coagulação, Floculação, Eletrólise, Resinas de Troca Iônica, Oxidação e Redução, 
Processos Biológicos: biodegradabilidade; degradação aeróbica e anaeróbica
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PROCESSOS DE TRATAMENTO DE EFLUENTES
Equalização - controla os caudais no sistema.
- caudais constantes facultam um melhor controle das condições de tratamento pois pode evitar sobrecargas no sistema; evita variações na carga orgânica para não afetar a atividade microbiológica; controla o pH do efluente; evita elevadas concentrações de substâncias tóxicas. 
 Neutralização - muitos efluentes industriais contêm elevadas cargas ácidas ou alcalinas que requerem neutralização antes de serem submetidas a tratamento químico ou biológico, ou antes de serem descartadas. 
- Para tratamento biológico, o pH deverá estar entre 6.5 e 8.5, para garantir uma atividade microbiana ótima. 
 
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Coagulação e floculação - esses processos fazem com que os sólidos suspensos e as partículas coloidais se aglomerem, criando novas partículas de maiores dimensões, afim de que a cor, turbidez e outros sólidos sejam removidos. 
- Os coagulantes mais comuns usados são os sais trivalentes de Ferro ou Alumínio. E os polímeros orgânicos são vulgarmente utilizados como floculantes para melhorar a formação de flocos. 
 Precipitação - utilizada na remoção de metais pesados, que precipitam sob forma de hidróxidos pela adição de uma solução cáustica até um nível de ph correspondente à solubilidade mínima. É necessário pré tratar o efluente de modo a eliminar substâncias que possam interferir nesse processo. 
 
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Arejamento - ar ou oxigênio puro é injetado para misturar a lama a tratar com a água residual e fornecer o oxigênio suficiente para os microorganismos degradarem os compostos orgânicos; e a adição de oxigênio também serve para remover alguns poluentes eliminando compostos orgânicos que resistam aos processos biológicos e como meio de repor os níveis de oxigênio na água antes de ser rejeitada para o meio receptor. 
 Flutuação - remove óleos, gorduras e sólidos suspensos e também é utilizado na separação e concentração de lamas. Este processo divide-se em duas fases: 
Formação de bolhas de ar - o efluente é pressurizado na presença de ar suficiente para se aproximar da saturação. Quando esta mistura ar/líquido é libertada à pressão atmosférica na unidade de flutuação, formam-se pequenas bolhas de ar que são libertadas da solução. 
Remoção de lamas - flocos, sólidos suspensos e partículas de óleos são flutuados a estar bolhas de ar, que se agregam e imiscuem nas partículas. A mistura ar/sólidos sobe à superfície, onde é removida. O efluente limpo é removido pelo fundo da unidade de flutuação. Tratamentos biológicos - remove a maior parte os compostos orgânicos presentes numa água residual e a remoção de matéria orgânica por degradação biológica acarreta um consumo de oxigênio e um crescimento microbiano. 
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Sedimentação - baseada na diferença de densidades entre a água e os sólidos suspensos, ou outros contaminantes, a sedimentação consiste na deposição e posterior remoção dos sólidos suspensos totais (SST) e ocorre em tanques normalmente chamados sedimentadores ou clarificadores. 
 Adsorção - remove compostos orgânicos refratários, presentes em muitos efluentes industriais, e cuja remoção se torna difícil ou impossível por processos de tratamentos biológicos convencionais. É utilizada também para remover os metais pesados. 
 Filtração - remove os sólidos suspensos ou os flocos resultantes das operações de floculação / coagulação. 
 
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Permuta iônica - remove ânions e cátions indesejáveis das águas residuais.
Um outro efeito dessa camada de material orgânico a 6 metros de profundidade foi ainda mais decisivo para a escolha recair sobre a BRP. Isso porque o limite para o rebaixamento do lençol freático no local da fundação, e para instalar a parede, era de 9 metros, o que foi de fato realizado na obra. Se não houvesse a zona oriunda da inundação do rio, provavelmente a massa de contaminantes desceria ainda mais no subsolo, o que impediria a engenharia de remediação. 
Até mesmo o aspecto aparentemente negativo da zona de material orgânico “conspirou” para que a opção fosse a barreira reativa e não outras técnicas de remoção. O solo altamente orgânico, que complexou parte do mercúrio que se infiltrou no solo, formou uma fonte secundária de contaminação (onde se concentra a maior parte dos contaminantes) adsorvida e de difícil remoção por processos de extração. Como o acordo de remediação com o órgão ambiental da Bahia (CRA) estabeleceu o controle efetivo da pluma, a barreira reativa não somente permitirá esta contenção como também a remoção gradativa do mercúrio por meio de seus reatores (três com comprimento de 15 metros, com 9 metros de profundidade e espessura de 2,5 m cada). Dessa forma, não foi estipulado um tempo-limite para finalizar a remediação, tendo em vista não haver risco que justificasse a pressa de uma escavação. A melhor saída seria mesmo esperar o deslocamento da pluma por desorção natural em direção às porções reativas com carvão ativado.
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BIODEGRADAÇÃO
Um material biodegradável é "processado", pelo menos parcialmente, por organismos - geralmente microscópicos;
utilizam esse material como fonte de energia. Nesse processo, o material original é alterado e, em geral, transformado em moléculas menores, em alguns casos em água e CO2.
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XENOBIOTICO
Quando um poluente é uma molécula natural, geralmente é biodegradável;
podemos dizer que a natureza já tem "ferramentas" para destruí-lo. 
Quando um poluente é estranho à natureza, podemos chamá-lo de xenobiótico - E esse poluente pode ou não ser difícil de degradar. 
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COMO ACONTECE A BIODEGRADAÇÃO
moléculas pequenas são absorvidas por microrganismos;
sofrem reações complexas de oxidação, enquanto moléculas grandes - celulose, amido, proteínas, etc. - precisam ser quebradas em pedaços menores antes de passarem por outras reações;
 exemplo: a decomposição de restos de arroz (rico em amido) por fungos e bactérias seria, simplificadamente, assim:
 
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MATERIAL NÃO 
BIODEGRADÁVEL
Materiais inorgânicos não podem fornecer energia a microrganismos (isto é, não são alimento) e, portanto, não são degradados.
 Vidro, cerâmicas e metais podem até sofrer lenta ação química na natureza, mas raramente sofrem ataque direto de microrganismos. 
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ESQUEMA SIMPLIFICADO DE BIODEGRADAÇÃO
BIODERADAÇÃO DE UMA MÓLECULA DE ÓLEO
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BIODEGRADAÇÃO
Fungo Ganoderma descolorindo o corante têxtil remazol 
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A biodegradação refere-se à transformação de moléculas xenobióticas por microrganismos e a biorremediação refere-se ao uso de microrganismos para desentoxicar áreas contaminadas. A degradabilidade é vista como um atributo desejável, pois a persistência prolongada leva à contaminação de outros ambientes e também de águas subterrâneas. Três técnicas básicas de biorremediação são geralmente usadas: a) estimulação da atividade de microrganismos indígenas, pela adição de nutrientes, regulação das condições redox, entre outros; b) inoculação de sítios contaminados com microrganismos específicos para transformar determinados poluentes; e, c) aplicação de enzimas imobilizadas. As pesquisas sobre biodegradação priorizam os pesticidas mais tóxicos à vida selvagem em agroecossistemas suscetíveis à contaminação. As linhas básicas de pesquisa nessa área são: a) biodegradação de herbicidas e fungicidas; b) enzimas microbianas envolvidas no processo de biodegradação; e, c) tecnologia da rizosfera - uso de rizobactérias promotoras do crescimento de plantas em biorremediação.
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BIORREMEDIAÇÃO