Made available in DSpace on 2015-03-26T13:51:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 638022 bytes, checksum: 770358d90456348a933e0711ab667f05 (MD5) Previous issue date: 2011-07-26 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) consist exclusively of carbon and hydrogen atoms arranged in a linear, angular or clustered. Several PAH suffer enzymatic activation and tend to bind to DNA, causing mutations and replication errors. Many of these molecules are known to be toxic, mutagenic and carcinogenic. The PAH are recalcitrant compounds due to its low water solubility and high sorption to soil. The use of biosurfactants has been an option usually effective for removing hydrophobic organic contaminants in complex matrices such as soil. The surfactin is a lipopeptide synthesized by Bacillus subtilis and highly effective in reduction of tension between water and hydrophobiccompounds.Unlike of an exhaustive extraction, the biosurfactants act by increasing the bioavailability of the contaminant and facilitates its degradation.In this work the experiment of phenanthrene biodegradation was conducted in clayed soils contaminated with 14C-phenanthrene and 4 12C-phenanthrene concentrations (1, 10, 40 and 100 mg g-1). Biodegradation was evaluated with the addition of supplements: surfactin (0.825 mg g-1), yeast extract (1.0 mg g-1) and an inoculum (30 mg g-1) obtained from the addition of diesel to a compost made of the municipal solid waste, for enrichment of microorganisms degraders of hydrocarbons. The flasks were kept at 35 °C for 49 days. The 14CO2 produced was captured in scintillation vials containing 2 ml of KOH (1 mol L-1). The bottles were changed on days 8, 18, 25, 32, 37, 44 and 49. After replacing the vials on the thirtieth-second day, was made a second application of surfactin (0.230 mg g-1) in all treatments. The highest degradation activity was achieved in the first 8 days of incubation, only treatments that received the inoculum. After the eighth day until the new surfactin supplementation (32 days), increased activity was not significant in any of the treatments. The activity increased again after the addition of surfactin further, but at a lower rate than achieved in the first 8 days. This result was attributed to the lower concentration of surfactin and the effects of adsorption of phenanthrene to the soil. The degradation activity in samples with the highest concentration of phenanthrene (100 mg g-1) did not differ in the treatments with and without surfactin. This result suggests that the concentration of bioavailable phenanthrene on this dose remained high enough to sustain the activity of degradation. Supplementation with yeast extract resulted in a lower degradation activity in treatments with 10, 40 and 100 mg g-1 of phenanthrene. In the treatments with the lowest dose of phenanthrene (1 mg g-1), yeast extract stimulated the degradation of the contaminant. It is concluded that supplementation with yeast extract stimulated the degradation of surfactin, which resulted in reducing the degradation of phenanthrene in higher concentrations of the contaminant. The results of the work indicate that the bioremediation of soils contaminated with PAH requires the maintenance of solubilizing agents such as surfactin. Due to the rapid degradation of biosurfactant on the ground, it is suggested that the best strategy is to inoculate microorganisms producers of this class of compounds and the maintenance of favorable conditions to ensure the production of biosurfactants in situ, during the process of bioremediation. / Os hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPAS) são constituídos exclusivamente por átomos de carbono e hidrogênio e organizados sob forma linear, angular ou agrupada. Diversos HPA ao sofrerem ativação enzimática, tendem a ligar-se ao DNA, c ausando erros de replicação e mutações. Muitas dessas moléculas são reconhecidas como tóxicas, mutagênicas e carcinogênicas. Os HPA são compostos recalcitrantes, em razão de sua baixa solubilidade em água e alta sorção ao solo. O uso de biossurfactantes é uma opção geralmente eficaz na remoção de contaminantes orgânicos hidrofóbicos de matrizes complexas, como o solo. A surfactina é um lipopeptídeo sintetizado por Bacillus subtilis e possui alta atividade de redução da tensão entre compostos hidrofóbicos e a água. Diferente de uma extração exaustiva, os biossurfactantes agem aumentando a biodisponibilidade do contaminante e facilitam a sua biodegradação. Neste trabalho, foi conduzido um experimento de biodegradação de fenantreno em latossolo argiloso, contaminado com 14C-fenantreno e com 4 concentrações de 12C-fenantreno (1, 10, 40 e 100 μg g-1). A biodegradação foi avaliada com a adição dos suplementos surfactina (0,825 mg g-1), extrato de levedura (1,0 mg g-1) e de um inóculo (30 mg g-1), obtido a partir da adição de óleo diesel a composto de resíduo sólido urbano, para enriquecimento de micro-organismos degradadores de hidrocarbonetos. Os frascos foram mantidos a 35 °C por 49 dias. O 14CO2 produzido foi capturado em tubos de cintilação, contendo 2 mL de KOH (1 mol L-1). Os frascos foram substituídos nos dias 8, 18, 25, 32, 37, 44 e 49. Após a troca do frasco no trigésimo segundo dia, foi feita uma segunda aplicação de surfactina (0,230 mg g-1), em todos os tratamentos. A maior atividade de degradação foi alcançada nos primeiros 8 dias de incubação, somente nos tratamentos que receberam o inóculo. Após o oitavo dia, até a nova suplementação com surfactina (32° dia), o aumento da atividade não foi significativo em nenhum dos tratamentos. A atividade voltou a aumentar após a adição suplementar de surfactina, porém, em uma taxa inferior à alcançada nos primeiros 8 dias. Esse resultado foi atribuído à menor concentração da surfactina e a efeitos de adsorção do fenantreno ao solo. Nas amostras com a maior concentração de fenantreno (100 μg g-1) a atividade de degradação não diferiu em função dos tratamentos com e sem surfactina. Esse resultado sugere que a concentração do fenantreno biodisponível, nessa dose, se manteve suficientemente alta para sustentar a atividade de degradação. A suplementação com extrato de levedura resultou em menor atividade de degradação, nos tratamentos com 10, 40 e 100 μg g-1 de fenantreno. Nos tratamentos com a menor dose de fenantreno (1 μg g-1), o extrato de levedura estimulou a degradação do contaminante. Conclui-se que a suplementação com extrato de levedura estimulou a degradação da surfactina, o que resultou em redução da degradação do fenantreno nas maiores concentrações do contaminante. Os resultados do trabalho indicam que a biorremediação de solos contaminados com HPA requer a manutenção de agentes solubilizadores, como a surfactina. Em razão da rápida degradação do biossurfactante no solo, sugere-se que a melhor estratégia seja a inoculação de micro-organismos produtores dessa classe de compostos e a manutenção de condições favoráveis a produção de biossurfactantes in situ, ao longo do processo de biorremediação.

Atualmente, um dos problemas ambientais mais graves é a contaminação dos solos e das águas subterrâneas. Na Europa, já foram identificadas 300.000 áreas contaminadas ou potencialmente contaminadas e estima-se que exista 1,5 milhão. Nos Estados Unidos da América, já foram identificadas mais de 63.000. No Brasil, 1.336 áreas contaminadas foram identificadas apenas no Estado de São Paulo. Das tecnologias de remediação de áreas contaminadas, a biorremediação tem a vantagem de destruir os poluentes. No entanto, para aplicação de tal tecnologia, é necessário determinar a biodegradação dos compostos orgânicos no solo. No Brasil, faltam estes dados, pois os solos tropicais possuem características bem diferentes dos solos de regiões de clima temperado. O método respirométrico de Bartha, adaptado de uma norma holandesa, é um método simples e economicamente viável para determinar a atividade microbiológica pela geração de gás carbônico e, indiretamente, a biodegradação de contaminantes orgânicos no solo. No presente trabalho, foi estudada a sua aplicabilidade para um latossolo, tipo de solo predominante no Estado de São Paulo, utilizando como contaminante orgânico, o fenantreno. A partir dos resultados obtidos, foi possível verificar que o gás carbônico gerado não era resultante apenas da biodegradação do contaminante, mas também de reações abióticas ocorridas no solo, principalmente as de equilíbrio do carbonato de cálcio, adicionado para neutralizar o pH. Tal constatação dificulta a análise dos resultados obtidos nos ensaios de respirometria, já que o procedimento descrito na norma brasileira NBR 14283/99 relaciona diretamente a geração do gás carbônico à biodegradação do contaminante. Apesar desta dificuldade, foi possível verificar a biodegradação do fenantreno por microrganismos indígenas, que resistiram ao processo de esterilização. Verificou-se ainda, neste trabalho de pesquisa, a dificuldade de esterilização do solo em autoclave, o que limita a avaliação de remoção de contaminantes por outros mecanismos, tais como volatilização e adsorção. / Nowadays, one of the most serious environmental problems is the contamination of soil and groundwater. In Europe, 300,000 contaminated or potentially contaminated sites have already been identified and there it is estimated that 1.5 million contaminated sites exist. In the United States of America, more than 63,000 have already been identified. In Brazil, 1,336 contaminated sites have been identified in the State of São Paulo. Of the remediation technologies that can be applied for the recovery of these sites, bioremediation has the advantage of destroying the contaminants, but it is necessary to determine the degree to which they biodegrade in the soil. In Brazil, this data is lacking, since tropical soil has different characteristics than the soil of regions with temperate climates. Bartha’s respirometric method, adapted from a Dutch norm, is a simple and economically viable method for determining carbon dioxide generation and, indirectly, the biodegradation of organic contaminants in the soil. In this research, this method’s applicability was studied for a typical tropical soil, predominant in the State of São Paulo, using phenantrene as an organic contaminant. Based on the results of this study, it was possible to verify that the carbon dioxide generated resulted not only from the biodegradation of the contaminant, but also from abiotic reactions that occurred in the soil, mainly from the balance of calcium carbonate, added to neutralize the pH. This fact makes the analysis of the results of the respirometric tests more difficult, since the procedure described in Brazilian norm NBR 14283/99 relates the generation of carbon dioxide directly to the biodegradation of the contaminant. Despite this difficulty, it was possible to verify the biodegradation of the phenantrene for indigenous microorganisms. Furthermore, this research verified the difficulty of sterilizing the soil, which would make it difficult to evaluate the removal of contaminants by other mechanisms, such as volatilization and adsorption.