Biorremediação de solos contaminados com gasolina pura, gasolina comercial e etanol

Abstract

A gasolina comercial no Brasil contém elevada concentração de etanol (20 a 25% em volume, v v-1) que tende a aumentar a solubilidade dos hidrocarbonetos, principalmente do benzeno, tolueno e xilenos (BTX), em água e pode ser preferencialmente degradado pelos micro-organismos no ambiente em relação aos outros compostos da gasolina. Além disso, os compostos da gasolina são considerados fontes de carbono hidrofóbicas que em contato com a microbiota do meio tendem a ser utilizados como substrato, podendo produzir biossurfactantes. Em caso de contaminação a fração BTX pode ser removida do ambiente pelo processo de biorremediação. Neste trabalho foram realizados três estudos de biorremediação que simularam contaminação de solo com 5% em massa (m m-1) de combustível (gasolina comercial, gasolina pura, etanol) e de meio líquido com 1% v v-1 de gasolina comercial em sistema denominado de fechado (frascos de vidro fechados) ou de aberto (tubos de PVC de 100 x 5 cm). O estudo 1 visou selecionar o solo proveniente de duas distintas localizações de um landfarming (com histórico de contaminação com borra oleosa) e neste solo foi adicionada a gasolina comercial (24% v v-1de etanol), de modo a isolar dele micro-organismos de maior potencial na degradação dos compostos do combustível. Os micro-orgnismos obtidos, na forma de isolados ou consórcios, foram avaliados em meio líquido com 1% v v-1 de gasolina comercial, em sistema fechado, visando selecionar os melhores micro-organismos degradadores dos compostos da gasolina comercial. No estudo 2 foram utilizados três processos de biorremediação: bioestimulação (com nutrientes) com e sem bioaumentação (com consórcio) e o de atenuação natural, conduzidos em sistema fechado, contendo solo e 5% m v-1 de gasolina comercial. No estudo 3 foram empregados os processos de bioestimulação em solo (com 1% m m-1 de glicose) e atenuação natural, com 5% m v-1 de combustível (gasolina comercial, gasolina pura ou etanol) em sistema fechado na profundidade de 1 cm e no aberto em diferentes profundidades (1, 50 e 100 cm). No estudo 1, pelos consórcios formados com quatro isolados, dos sete selecionados, do landfarming, verificou-se redução dos compostos da gasolina comercial em aproximadamente 98%, em meio líquido em um período de 3 dias, em sistema fechado. No estudo 2, o processo de bioaumentação (adição de micro-organismos na forma de consórcio) com bioestimulação, não apresentou diferença significativa de biodegradação da gasolina comercial em relação aos demais processos, em sistema fechado. No estudo 3, os solos contaminados com os combustíveis gasolina comercial e etanol, apresentaram maior liberação de CO2 nos dois processos estudados, bioestimulação com 1% de glicose e atenuação natural. Os experimentos com gasolina comercial (24% v v-1de etanol) apresentam dados que indicam que a presença do etanol beneficiou a maior degradação dos hidrocarbonetos desta gasolina em sistema aberto. Os dados também mostram que os compostos BTX das gasolinas atingiram concentrações abaixo dos valores de interdição ambiental, em 1 cm de profundidade, nos dois sistemas e nas condições estudadas. Também, em sistema aberto estes compostos da gasolina comercial atingiram concentrações abaixo dos valores de interdição ambiental, nas três profundidades e nos dois processos estudados. Entretanto, esse comportamento não foi verificado nos compostos da gasolina pura nesses processos em sistema aberto, exceto em 1 cm de profundidade.

Brazilian commercial gasoline contains a high concentration of ethanol (20 to 25%) which tends to increase the solubility of hydrocarbons, mainly benzene, toluene and xylenes (BTX), in water and can be degraded by microorganisms preferably to other gasoline compounds. Furthermore, gasoline compounds are considered hydrophobic carbon sources which in contact with the environment microbiota tend to be used as substrate and might produce biosurfactants. In case of contamination by these compounds, they can be removed from the environment by bioremediation, namely, the removal of contaminants by the action of microorganisms. In the present work, three bioremediation studies have been carried out simulating soil contamination with 5% fuel (commercial gasoline, pure gasoline and ethanol) and liquid media with 1% commercial gasoline in closed (closed glass flasks) and open systems (plastic tubes, 100 cm x 5 cm). The study 1 aimed to select the soil from two distinct locations on a landfarming site with an historic of contamination by commercial gasoline, in order to isolate microorganisms with the higher degrading potential. The obtained microorganisms under the form of isolates or consortiums were evaluated in liquid medium with 1% commercial gasoline, in closed system with glass flasks, in order to select the best degrading microorganisms for the compounds of commercial gasoline (24% ethanol). In study 2 three processes of bioremediation have been employed: bioestimulation (with nutrients) with and without bioaugmentation (with consortium) and natural attenuation carried out in closed flasks containing soil and 5% commercial gasoline. In study 3, the processes of bioestimulation (with 1% glucose) and natural attenuation in soil with 5% fuel, commercial gasoline, pure gasoline or ethanol in closed flasks and in PVC tubes were carried out. In study 1, consortiums formed by the four isolates with the higher commercial gasoline compounds degrading potential, selected from the landfarming site, reduced the commercial gasoline compounds in approximately 98% in liquid medium within a period of 3 days. In study 2, closed system, the bioaugmentation process (addition of microorganisms in the form of consortiums) with bioestimulation, did not show a significant difference when compared to other processes in a closed system. In study 3 the soils contaminated with commercial gasoline and ethanol, presented higher CO2 liberation in both studied processes: bioestimulation with 1% glucose and natural attenuation. Experiments with commercial gasoline (24% ethanol) showed data indicating that the presence of ethanol benefited further degradation of gasoline hydrocarbons in this open system. The data also showed that BTX of gasoline reached concentrations below the environmental values of prohibition in 1 cm depth in both systems and conditions studied. Also, in an open system of commercial gasoline these compounds reached concentrations below the environmental values of interdiction in three depth sand in both cases studied. However, this be havior was not observed in the compounds of pure gasoline in these processes in open system, except in 1 cm depth.