Bactérias degradadoras de PCBs (bifenilas policloradas)

Curso Técnico de Meio Ambiente Professora: Juliana CalábriaTurma 1º NA - Subsequente

Alunos: Camila Esteves, Fernanda Faria, Patrícia Fernanda e Rodrigo Passos

Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais

O compostoPCBs (bifenila policloradas) é o nome genérico dado

à classe de compostos organoclorados (Figura 1) resultante da reação do grupo bifenila com cloro anidro na presença de catalisador, cloreto férrico.

são produtos xenobiótico, ou seja, é totalmente sintético, não ocorre naturalmente na natureza;

são lentamente degradados;

são resistentes à corrosão e à chama;

quimicamente inerte e estável na natureza;

são hidrofóbicos e lipofílicos;

semi-voláteis;

elevada toxicidade à saúde humana;

são bioacumulados ao longo da cadeia alimentar.

O composto

Como é encontrado em quais produtos

Encontram-se disseminados como poluentes do ar, da água, do solo e dos alimentos.

A grande disseminação de produtos contendo PCBs deve-se principalmente a suas propriedades físico-químicas. Dentre elas destacam-se: alta constante dielétrica e elevada estabilidade térmica. Isto possibilitou o emprego de misturas técnicas contendo PCBs em diversos setores industriais.

História do composto

Foram sintetizados por volta de 1800 na Alemanha, porém sua produção em escala industrial foi a partir de 1922.

Não foi produzido no Brasil, só importado. Em 1981 foi implantada a portaria 19, que proíbe a

fabricação, comercialização e uso de PCBs em todo território nacional. Entretanto permite que os equipamentos já instalados continuem em funcionamento até sua substituição ou inativação.

Cerca de 3900 pessoas foram contaminadas após o consumo de óleo de arroz no Japão e Taiwan contendo concentrações altíssimas de PCB.

transformadorbomba à vácuo

capacitor

papel carbono

fluido hidráulico

adesivo

pesticidas

Usos do PCB

Efeitos PCBs

Foram observados distúrbios na maturação sexual e efeitos teratogênicos trazendo como conseqüência a degradação da progênia (bioacumulação).

Nos seres humanos, a contaminação pode ocorrer por inalação, contato com a pele e principalmente por ingestão de alimento contaminado.

E os principais sintomas observados foram: cloracne, hiperpigmentação, problemas oculares, além da elevação do índice de mortalidade por câncer no fígado e vesícula biliar.

Devido à sua natureza lipofílica, no caso das mulheres, ocorre um maior acúmulo desses compostos nas glândulas mamárias, contaminando o recém-nascido durante a amamentação.

Problemas causados no recém-nascido: calcificação anormal do crânio, pigmentação escura da pele e das membranas mucosas, hiperplasia gengival, baixo peso, anemia, crescimento reduzido e baixo QI. Além disso, as crianças com maiores níveis de PCB no organismo estarão mais propensas a problemas hepáticos, à imunossupressão, a neuropatias e ao aumento de risco de melanoma maligno, distúrbios respiratórios e do sistema nervoso central, alterações imunológicas e endócrinas.

Efeitos PCBs

Como ocorre a poluição

Em temperatura altas, os “ascaréis” podem ocasionar a formação de compostos altamente tóxicos, denominados dioxinas e furanos. Isso é denominado “poluição à quente” que, ocasiona danos ao meio ambiente.

Além disso, os PCBs não são biodegradáveis, mas são bioacumulativos nos tecidos vegetais e animais. Ocorrem em processos de "poluição a frio", que consistem na dispersão dos PCBs no meio ambiente por meio de derrames ou vazamentos "in natura" ou na forma dispersiva encontradas nos produtos industriais.

Ciclo do PCB na natureza

Contaminação

As mais importantes e prováveis rotas de contaminação de PCBs ao ambiente são:

Acidente ou perda no manuseio de PCBs e/ou fluídos contendo PCBs;

Vaporização de componentes contaminados com PCBs;Vazamentos em transformadores, capacitores ou trocadores de

calor;Vazamento de fluídos hidráulicos contendo PCBs;Armazenamento irregular de resíduo contendo PCBs ou

resíduo contaminado;Fumaça decorrente da incineração de produtos contendo

PCBs;Efluentes industriais e/ou esgotos despejados nos rios e lagos.

Microrganismos degradadores

Bactérias gram-negativas: Achromobacter sp., Alcaligenes eutrophus, Burkholderia sp., Comamonas testoteroni, Pseudomonas paucimobolis, Pseudomonas pseudoalcaligenes, Pseudomonas putida, Pseudomonas testoteroni, Xantomonas maltophilia e Desulfomonile tiedjei.

Bactérias gram-positivas: Arthrobacter sp., Corynebacterium sp.

Actinomicetos: Rhodococcus erythropolis e Rhodococcus globerus.

Pseudomonas sp

Gram-negativa;Respiração aeróbia;É capaz de usar cianeto

como uma fonte de nitrogênio, e como resultado pode ser usado para biorremediação.

Burkholderia sp

Gram-negativa;Degradadora aeróbiaEles estão envolvidos em

importantes processos como a biodegradação de poluentes, controle biológico de doenças de raiz, mas alguns também causar doenças em plantas, animais e seres humanos.

Encontrada em diversos ambientes.

Arthrobacter sp

Gram-positiva;Aeróbios obrigatóriosUsam uma variedade de

substratos em seu metabolismo oxidativo, incluindo nicotina, ácidos e vários herbicidas e pesticidas.

Encontradas basicamente no solo.

Rhodococcus sp

Actinomiceto;Aeróbia;Gran-positiva;Encontradas em vários

ambientes, como água e solo.

Crescimento rápido e ciclo simples de desenvolvimento.

Corynebacterium sp

São aeróbios ou anaeróbios facultativos.

Corynebacteria espécies ocorrem comumente na natureza no solo, água, plantas e produtos alimentares.

Desulfomonile tiedje

Bacilos,não possuem flagelo.

Gran-negativa;Mesófilas;Obtida de lodo

anaeróbio;Fazem a degradação

parcial dos PCBs. Substitui o Cl para H em meta e para

Eliminação do PCB do ambiente

Combustão; Fotólise; Biodegradação.

Biorremediação

Intervenção humana no qual organismos vivos são utilizados para remover ou reduzir (remediar) contaminantes no ambiente, visando acelerar os processos microbianos naturais de degradação de poluentes ambientais.

A degradação dos PCBs se dá por cometabolismo e envolve a participação de pelo menos dois grupos de microrganismos para que ocorra a mineralização completa da molécula.

O primeiro grupo formado por microrganismos que cometabolizam PCBs até a formação de clorobenzoato ou clorocatenol.

O segundo grupo mineraliza o composto.

Biorremediação

É influenciada por fatores ambientais:

- ambientais: temperatura, pH, concentração de nutrientes (P e N), teor de umidade etc;

- físicos: biodisponibilidade dos compostos, presença de água, suprimento de aceptor de elétrons adequado, etc;

- químicos: estrutura molecular do contaminante, grau de saturação, volatilidade, solubilidade, etc.

Biorremediação

Biorremediação

Este processo pode ocorrer por via aeróbia e/ou anaeróbia.

A biodegradação aeróbica dos PCBs se limita a congêneres mais leves (com cerca de 5 atómos de cloro.

Biorremediação

Já em congêneres com alto grau de cloração, em processo de degradação natural seria feito por microrganismos anaeróbios.

Tendo em vista que microrganismos aeróbios tendem a degradar compostos clorados leves e os anaeróbios os pesados sistemas biorreatores de dupla fase tem sido desenvolvido para que se obtenha processo mais eficientes de biodegradação de PCBs

Degradação aeróbia de PCBs Pseudomonas pseudoalcaligenes

Acetogênese ??????????? NÃO SEI.Qual organismo? Pseudomonas

Tratamento in situ e coloca composto no solo ???????????

Os tratamentos" in situ" são baseados na manipulação da fase aquosa e estímulo da decomposição pela injeção de ar (bioventilação) e suplementação com nutrientes em galerias e poços de infiltração.

É comum o uso de plantas nesse tipo de tratamento, as quais fornecem substratos à atividade microbiana enquanto os microrganismos transformam os contaminantes.

Além da biodegradação, os microrganismos atuam direta ou indiretamente na biosorção, reduzindo a ação dos contaminantes no meio ambiente.

Fitorremediação in situ

Ingestão direta dos contaminantes e acumulação no tecido da planta (fitoextração);

Liberação no solo de oxigênio e substãncias bioquímicas, como enzimas que estimulam a biodegradação;

Intensificação de degradação por fungos e micróbios localizados na interface raiz-solo.

Referencias

http://qaonline.iqsc.usp.br:8180/FCKeditor/UserFiles/File/Campana/biorremediacao.pdf

http://web.cena.usp.br/apostilas/Regina/PG/CEN%205738%20Ecotoxicologia/Apresenta%C3%A7ao%20Danice.pdf

http://translate.google.com.br/translate?hl=pt-BR&sl=en&u=http://genome.jgi-psf.org/burfu/burfu.home.html&ei=FPL6Ste9E8-ztgeFy4mzCw&sa=X&oi=translate&ct=result&resnum=2&ved=0CAwQ7gEwAQ&prev=/search%3Fq%3DBurkholderia%2Bxenovorans%26hl%3Dpt-BR%26sa%3DG

http://scienceblogs.com.br/bessa/2009/03/vive-la-resistance.php http://www.cfr.washington.edu/classes.esc.518/Lectures/aer%20PCB

%20degrad.pdf http://genome.jgi-psf.org/bur94/bur94.home.html Quimica ambiental, colin brain