Bactérias Oxidantes de Hidrocarbonetos

Bactérias Oxidantes de Hidrocarbonetos

Prática de Microbiologia Ambiental

Bactérias Oxidantes de Hidrocarbonetos

Alunos:

Bruna Chamusca

João Vitor Fernandes

Luana Francini

Michelly Costa

Turma: MAM 271

Professores:

Eliézer

Janaína

Rio de Janeiro, 16 de setembro de 2009.

  1. Introdução

As Bactérias Oxidantes de Hidrocarbonetos e a Biorremediação

Os microrganismos, devido ao potencial biogeoquímico que possuem, são importantes na promoção de reações químicas, degradando a matéria orgânica. Este potencial pode ser usado a favor do meio ambiente, utilizando técnicas para a remediação de áreas poluídas por atividades antropogênicas. Estas técnicas são conhecidas como Biorremediação.

A Biorremediação é um processo ou estratégia que busca remover poluentes do solo ou outros ambientes contaminados fazendo uso de microrganismos (fungos, bactérias, etc), de plantas e de enzimas. Baseia-se no processo de degradação microbiana e reações químicas combinadas com processos de engenharia, a fim de que os contaminantes sejam transformados, não oferecendo riscos ao ambiente e às populações que ali habitam.

Para a aplicação da biorremediação, devem existir microorganismos com capacidade catabólica para degradar o contaminante, o contaminante tem que estar disponível ou acessível ao ataque microbiano ou enzimático e as condições ambientais devem estar adequadas para o crescimento e atividade do agente biorremediador.

Existem dois tipos de biorremediação:

  • Bioestimulação – que fornece nutrientes às populações de microorganismos, aumentando sua população, promovendo o crescimento e consequentemente o aumento da atividade metabólica na degradação de contaminantes.

  • Bioaumentação - que introduz misturas específicas de microorganismos em um ambiente contaminado ou em um biorreator para iniciar o processo da biorremediação.

Conforme a quantidade de contaminante (alimento) exposto no meio, ele proporcionará ou não um aumento de microorganismos. Quanto mais ¨alimento¨ maior o número de microorganismos presentes. A medida que o contaminante é degradado, a população microbiana vai reduzindo alcançando o nível de estabilidade.

A contaminação por hidrocarbonetos no meio ambiente constitui uma grave ameaça ao equilíbrio dos ecossistemas, tanto em terra quanto na água. Porém, o petróleo e seus derivados são fontes ricas em material orgânico e, para a descontaminação de áreas afetadas com esse tipo de poluição, pode ser utilizada uma grande variedade de microrganismos capazes de degradar o material. Aplica-se a biorremediação utilizando várias bactérias e até mesmo bolores e leveduras que podem utilizar hidrocarbonetos em seu crescimento sob condições aeróbias.

Algumas vantagens do uso da biorremedição em áreas contaminadas com petróleo, comparadas com outras técnicas, são: o custo mais barato, não interferência nas operações que já são realizadas no local, pode ser feita em lugares de difícil acesso, entre outras vantagens. Porém, como limitações, não é uma solução imediata e há necessidade de uma prévia preparação do local para que suporte a ação dos microrganismos.

No caso da gasolina, as bactérias Pseudomonas aeruginosa, Pseudomonas fluorences e Pseudomonas putida são exemplares capazes de realizar a sua degradação. As bactérias do gênero Pseudomonas são bacilos gram-negativos, não esporulados e aeróbias estritas. Elas não têm grandes exigências nutritivas, o que faz com que possam estar em qualquer local, e possuem também grande versatilidade em termos de temperatura e condições ambientais. Todos esses fatores as tornam aptas a serem aplicadas na biorremediação.

A Gasolina

A gasolina é um combustível constituído basicamente por hidrocarbonetos (compostos orgânicos que contém átomos de carbono e hidrogênio) e, em menor quantidade, por substâncias cuja fórmula química contém átomos de enxofre, nitrogênio, metais, oxigênio etc.

Degradação de Hidrocarbonetos

Os hidrocarbonetos que compõem a gasolina são em geral "leves", formados por moléculas de cadeias carbônicas geralmente de 4 a 12 átomos de carbono, tais como butano e isopentano (n-alcanos).

Os n-alcanos são considerados os mais facilmente degradáveis e já foi comprovada a biodegradação de até C44. A biodegradação dos n-alcanos procede normalmente pela formação de um álcool primário, seguido de um aldeído e um ácido carboxílico, conforme mostrado na figura. O ácido carboxílico é degradado via β-oxidação com a formação de ácidos graxos com dois carbonos a menos e a formação de acetil-coenzima A, com liberação eventual de CO2. Alguns ácidos graxos tóxicos podem se acumular durante o processo de biodegradação.

Cloreto de Trifeniltetrazólio

O Cloreto de Trifeniltetrazólio é um corante de oxi-redução utilizado na prática com a finalidade de detectar o crescimento microbiano. O TTC é incolor na forma oxidada e, na presença de H+, se reduz formando o Trifenil Formazan, assumindo uma coloração avermelhada. Portanto, o aparecimento da cor avermelhada em uma cultura indicará se ouve ou não atividade celular bacteriana.

  1. Objetivo

Observar a ação de diferentes bactérias oxidantes de hidrocarbonetos (Pseudomonas aeruginosa, Pseudomonas fluoresces e Pseudomonas putida) frente à degradação da gasolina.

  1. Material e Reagentes

Material:

  • 4 Tubos de ensaio estéreis

  • Alça de semeadura

  • Bico de bunsen

  • Tela de Amianto

  • 4 Pipetas graduadas estéreis

Reagentes:

  • Fonte de Carbono: gasolina comum (Posto BR, 16/09/09).

  • MM9* + TTC

Bactérias utilizadas:

  • Pseudomonas aeruginosa, Pseudomonas fluoresce, Pseudomonas putida

*Meio Mineral:Meio de cultura isento de material orgânico no qual os principais componentes são sais de fósforo e nitrogênio, cloreto de sódio, sulfato de magnésio, tiamina, entre outros compostos.

  1. Procedimento

  • Em três tubos de ensaio contendo MM9 foram adicionados respectivamente:

  • 0,1 mL de P. aeruginosa;

  • 0,1 mL de P. fluorences;

  • 1 alçada de P. putida.

  • O quarto tubo de ensaio foi designado de “branco”, e por isso foi conservado isento de bactérias.

  • O meio de cultura utilizado (meio mineral) foi usado neste procedimento por não conter nenhum tipo de material orgânico, somente sais minerais. Desta forma, garantiu-se que a única fonte de matéria orgânica fosse a gasolina, evitando falsos positivos.

  • Feito isso, foram adicionados aos quatro tubos 0,2 mL de gasolina, que apesar de ser manipulada na zona de segurança, tomou-se o cuidado de não flambar os tubos, visto que esta substância é inflamável.

  • Em seguida, os tubos contendo foram incubados a 26°C, visto que a temperatura não poderia ser mais elevada, já que o material a ser degradado era volátil.

  1. Resultados

  • Em todos os tubos em que foram inoculadas bactérias, foi observada a mudança de coloração e, ao agitar o tubo, a presença de espuma. A coloração rósea é proveniente do indicador TTC e significa que houve a oxidação aeróbia da gasolina. A formação de espuma se dá por causa da oxidação dos hidrocarbonetos, que formam um ácido carboxílico com propriedades tensoativas.

  • Nos tubos contendo as bactérias P. aeruginosa e P. putida observou-se uma coloração mais intensa comparada ao tubo contendo P. fluorences. A coloração menos intensa deste último se deve a menor eficiência na degradação dos hidrocarbonetos presentes no meio.

  • Como foi esperado, o tubo em que nenhuma bactéria foi inoculada (branco) não apresentou alterações, ou seja, não houve crescimento de microrganismo algum.

  1. Conclusão

Apesar das três bactérias agirem com intensidades diferentes, é possível afirmar que as três são capazes de degradar a gasolina, utilizando os hidrocarbonetos como fontes de carbono. Esta propriedade observada nas três bactérias analisadas as torna passíveis de serem aplicadas na biorremediação de áreas contaminadas com gasolina.

Porém, dentre as três bactérias, pôde ser observada uma nítida diferença entre a eficiência na degradação da gasolina, sendo a P. fluorences a menos eficiente neste processo. Pode-se concluir então que esta é a bactéria menos indicada para a aplicação da biorremediação com esta finalidade.

Obviamente, antes da aplicação de bactérias como estas, ou qualquer microrganismo, na biorremediação de uma área degradada, deve-se fazer um estudo detalhado do local, avaliando a eficiência e o custo da utilização da técnica escolhida.

  1. Referências

  • BENTO, Douglas Mayer. Análise Química da Degradação dos Hidrocarbonetos de óleo Diesel no Estuário da lagoa dos Patos – Rio Grande/RS. Rio Grande/RS, 2005. Dissertação (Mestrado em Oceanografia Física, Química e Geológica) – Departamento de Geociências, Universidade Federal do Rio Grande.

  • Madigan, Michael T., Martinko, John M. e Parker, Jack. Microbiologia de Brock. 10ª edição. editora Pearson

  • AULA DESGRAVADA DE MICROBIOLOGIA. Pseudomonadaceae e Vibrionaceae. Disponível em: <http://users.med.up.pt/cc04-10/Microdesgravadas/9_Pseudomonas.pdf> Acesso em: 26 de setembro de 2009.

  • AMBIENTE BRASIL. Biorremediação. Disponível em: <http://www.ambientebrasil.com.br/composer.php3?base=./agropecuario/index.html&conteudo=./agropecuario/artigos/biorremediacao.html> Acesso em: 27 de setembro de 2009.

  • PETROBRAS. Composição da Gasolina Básica. Disponível em: <http://www.br.com.br/wps/portal/!ut/p/c1/04_SB8K8xLLM9MSSzPy8xBz9CP0os3gjY1NfNzcPIwMLT1dLA6MwMx8nJ3dHAyAAykeaxVv6G_r7ebsbGrgHezobGJl6uAQFOToZGjgZk6Tb39_TFajbwNXVw9gcaBgh3X4e-bmp-gW5oRHljoqKAAANhKM!/dl2/d1/L0lDU0lKSWdrbUEhIS9JRFJBQUlpQ2dBek15cXchL1lCSkoxTkExTkk1MC01RncvN18yMzVNRkZIMjA4SUU5MDJWNkxCQkdBMDAwMy93YVhITjcxNzUwMDAy/?PC_7_235MFFH208IE902V6LBBGA0003_WCM_CONTEXT=/wps/wcm/connect/Portal de Conteudo/produtos/automotivos/gasolina/composicao+da+gasolina>. Acesso em: 27 de setembro de 2009.

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