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Biotecnologia ambientalBiotecnologia ambiental
ObjetivosObjetivos
TecnologiasTecnologias
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ObjetivoObjetivo
• Preservar o meio ambiente e seus recursos do impacto negativo da atividade do homem
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O uso adequado da natureza (plantas, animais, bactérias, fungos e outros seres vivos) de forma a se obter
• energia renovável, • alimentos e • nutrientes em um ciclo de benefícios integrados
onde os processos que produzem resíduos servem de base (fornecem insumos) para novos processos.
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O que é?O que é?(Sociedade Internacional de Biotecnologia Ambiental) (Sociedade Internacional de Biotecnologia Ambiental)
• O desenvolvimento, uso e regulação dos sistemas biológicos relacionados a:– Remediação dos ambientes (terra,ar e
água) contaminados e – Processos ambientalmente corretos tais
como aqueles envolvidos • nas tecnologias verdes ou limpas e,
de desenvolvimento sustentável Prevenção da poluição
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Tecnologias Tecnologias
• Verdes ou limpas (“greentech” ou “cleantech”)
– BIORREMEDIAÇÃO (usando-se microrganismos e plantas, “ fitorremediação”)
– PREVENÇÃO– DETECÇÃO E MONITORAMENTO
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BiorremediaçãoBiorremediação
Uso de sistemas biologicos (geralmente plantas ou microrganismos) na redução da poluição do ar, água ou sistemas terrestres.
Biodegradação
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BiorremediaçãoBiorremediaçãoe biodegradaçãoe biodegradação
Vias metabólicas normalmente utilizadas para crescimento e produção de energia são usadas para degradação de poluentes
COMETABOLISMO- sem beneficio direto para as espécies degradadoras
Aplicações praticas
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BiorremediaçãoBiorremediação
Poluente
Mineralização completa
CO2+ água+sais inofensivos
Biodegradação incompleta
Ex: Tetra –CloroEtileno ou Tri CE geram compostos mais toxicos que os originais
Detoxificação Detoxificação ou não detoxificação
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BiorremediaçãoBiorremediaçãoPapel dos MicrorganismosPapel dos Microrganismos
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BIOrremediaçãoBIOrremediaçãoBiorremediação intrinseca- natural
Suplementação
( com nutrientes, bactérias, oxigênio, CO2..requisitos outros)..
Biomagnificação- + microrganimos
Bioestimulação- + nutrientes
Bioventilação- + CO2, + O2
Landfarming- + O2 + microrganismos
Exxon Valdez, Alasca 1989
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BiorremediaçãoBiorremediaçãoBiomagnificaçãoBiomagnificação
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Inoculantes Inoculantes
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LAND FARMINGLAND FARMING1. PEAD revestimento
2. Bomba para coleta lixiado
3. Camada de pedra
4. CAMADA DE SOLO A TRATAR
5. Feno de alfalfa para reter umidade
6. Rodas do sistema de irrigação
7. Tubulação com suficientes perfurações
8. Tubo flexivel coleta do lixiviado
9. Válvula controla subida para o bioreator ou para tanque de água
10. Mangueira de recirculação
11. Biorreator (bactéria)
12. Tubulação de água
13. -16- Sistema distribuição água
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USOS USOS
Remover ou reduzir resíduos poluentes presentes no ambiente
Remover poluentes antes de atingir o ambiente (end of pipe processes)
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Água e efluentes industriaisÁgua e efluentes industriais
Microrganismos nas estações de tratamento de esgoto e de efluentes industriais removem a maior parte dos poluentes antes destes serem lançados no mar.
Aumento da atividade industrial aumentou necessidade de eliminar especificamente poluentes como: compostos de fosforo, nitrogênio, metais pesados e compostos a base de cloro
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Água e efluentesÁgua e efluentesBiorreatoresBiorreatores
Biorreatores onde poluentes + microrganismos ficam em suspensão
custos
Microrganismos produzidos são re-usados como insumos de outras industrias
(Ex: biomassa do Penicillium na produção do antibiotico)
Biomassa produzida pode servirpara ração
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Ar e poluentes gasososAr e poluentes gasososNo inicio foram usados filtros preenchidos com composto para a retirada de odores.
Taxas de processamento baixas
e vida curta
Bioscrubber
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SoloSolo
In situ
Ex-situ
Aplicáveis as tecnologias bioestimulação, magnificação, bioventilação dentre outras
bioreatores
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Águas substerrâneas e subsoloÁguas substerrâneas e subsoloBiorremediação de TCEs no JapãoBiorremediação de TCEs no Japão
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FitorremediaçãoFitorremediaçãoFitorremediação de solos contaminados com tebuthiuron utilizando-se espécies cultivadas para adubação verde Pires, F.R.I e outros Prof. da Faculdade de Agronomia da Universidade de Rio Verde – FESURV, Fazenda Fontes do Saber, Campus Universitário, Caixa Postal 104, 75901-970 Rio Verde-GO, <[email protected]>
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Residuos solidosResiduos solidos
Digestão anaeróbica
Compostagem
Biogás
+
Residuos estável
Ciclagem nutrientes
Estratêgia de biorremediação
Fertilizante
Baixa liberação
Alternativa inciniração
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CompostagemCompostagem
• Apresentação do trabalho de Cristina Santi, Mestrado em Biotecnologia
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Eficiência dos processosEficiência dos processos
Uso alternativo de enzimas- tornou muitos processos ambientalmente corretos mais limpos (clean tech)
ENZIMAS – 1) Não são toxicas
2) Biodegradáveis
3) Funcionam em condições moderadas de temperatura
4) Processos são mais economicos
energéticamente e em recursos
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Inovação de produtosInovação de produtos
Biotecnologia ajudou a produzir NOVOS MATERIAIS com menos impacto no ambiente
Bioplásticos
Evita o uso de fontes não renováveis (combustíveis fosseis)
Plantas transgênicas
Resistentes a insetos
Microrganismos transgênicos-com capacidade de biorremediar inumeros poluentes
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Detecção e monitoramento Detecção e monitoramento
• Inumeração microganismos- tecnicas de biologia molecular e imunoensaios
• Técnicas para detecção microbiana-FISH e outras
• Biosensores ( biologicos+ eletronicos)- avaliação de poluentes