3.13 Biorremediação Anaeróbia
A biorremediação anaeróbia configura o processo de degradação de contaminantes na ausência de oxigênio. Para que bactérias anaeróbias degradem os hidrocarbonetos de petróleo devem ser atingidas determinadas condições, como ausência de oxigênio dissolvido, disponibilidade de fontes de carbono (ex.: hidrocarbonetos de petróleo), receptores de elétrons, nutrientes essenciais, faixas apropriadas de pH, temperatura, salinidade e potencial redox.
A biodegradação anaeróbia pode ocorrer por diferentes processos, dependendo do tipo de receptor de elétron disponível no meio, das condições de pH e do potencial redox. Esses processos incluem desnitrificação, redução de manganês (Mn IV), redução de ferro (Fe III), redução de sulfato e metanogênese. Em áreas contaminadas, a rápida depleção de oxigênio frequentemente resulta em baixos potenciais de oxidação-redução, criando um ambiente naturalmente favorável à biorremediação anaeróbia. Para aumentar a eficiência dessa técnica, pode ser necessária a aplicação de estratégias como a bioestimulação, que consiste na adição de aditivos inorgânicos, como ferro férrico, sulfato e nutrientes, ou a bioaumentação, que envolve a introdução de substratos orgânicos e microrganismos específicos.
Biorremediação anaeróbia – Ficha técnica
| Tecnologia | Nomenclatura | Biorremediação anaeróbia |
| Sinônimos | Biorremediação anaeróbia acelerada | |
| Nomenclatura em inglês | Anaerobic biodegradation, enhanced anaerobic biodegradation | |
| Processo de remediação | Estratégia de remediação | A = Mudança de fase/composição, tratamento da fase dissolvida. B = Remoção de massa. |
| Zona de contaminação | Zona saturada e insaturada. | |
| Fases do LNAPL | Fase residual, adsorvida e dissolvida. | |
| Duração | É uma tecnologia de tratamento a longo prazo e por isso, pode não ser recomendável quando os contaminantes apresentam um risco contínuo para os receptores. | |
| Aplicações | Remediação de solos e águas subterrâneas contaminadas com hidrocarbonetos de petróleo, solventes, pesticidas, conservantes de madeira e outros produtos químicos orgânicos; Os grupos de contaminantes tratados com maior frequência são os compostos orgânicos voláteis (BTEX) e semivoláteis. | |
| Vantagens | Não gera quantidades significativas de resíduos; Causa poucos distúrbios ao entorno; Possui simples operação e manutenção. | |
| Limitações | Baixa permeabilidade ou alto grau de heterogeneidade no local limitam a distribuição efetiva de substratos pelo aquífero; Altos níveis ou influxo de receptores de elétrons requeridos (por exemplo, nitrato, fontes de ferro ou sulfato); Existência de condições geoquímicas inibitórias (como o pH); Falta de comunidades ou espécies microbianas apropriadas; Baixas velocidades de biodegradação (devido ao saldo energético menor das rotas anaeróbias de biodegradação); Ao estimular a biodegradação pode-se aumentar a geração de subprodutos voláteis e gases nocivos (por exemplo, cloreto de vinila, metano e sulfeto de hidrogênio) que podem alterar a qualidade das águas subterrâneas e acumular na zona vadosa. | |
| Requisitos de aplicação | Características do local | Determinar a proximidade dos receptores, inclinação, elevação e condutividade hidráulica, potencial de oxidação e redução, receptores de elétrons e concentrações de nutrientes; Verificar as características do solo, como permeabilidade, estrutura e estratificação, além da heterogeneidade; Conferir as características das águas, como seu conteúdo mineral, pH e temperatura; Avaliar aspectos da comunidade microbiana presente, tais como diversidade taxonômica e funcional. |
| Características dos contaminantes | Conhecimento da distribuição espacial da contaminação e das heterogeneidades do meio; Estrutura química; Concentração, toxicidade e solubilidade; Biodegradabilidade; Sorção do solo e biodisponibilidade; Avaliação dos teores e dos níveis de toxicidade de eventuais subprodutos de degradação (ex. nitrito). | |
| Critérios quantitativos | É mais eficiente em solos homogêneos e arenosos, com permeabilidade intrínseca igual ou superior a 10-10 cm² e condutividade hidráulica maior ou igual a 10-5 cm/s; Para garantir a atividade bacteriana, a temperatura do meio contaminado deve estar entre os limites de 10 e 45 °C e o pH entre 5 e 9; A concentração de TPH deve ser menor ou igual a 50.000 ppm e a concentração de metais pesados menor ou igual a 2.500 ppm; O potencial de oxidação e redução (ORP) da água subterrânea e o oxigênio dissolvido devem ser, respectivamente, negativos e baixos (menor que 2 mg/L). | |
| Fatores de influência | Essa técnica visa a mineralização completa do contaminante in situ com pouco impacto na infraestrutura e custo relativamente baixo se comparado aos outros sistemas de remediação; Os custos da técnica dependem dos equipamentos que serão utilizados, mão-de-obra, suprimentos de laboratório e aditivos que podem ser adicionados para melhorar a degradação anaeróbia. | |
| Operação e manutenção | Os aditivos que podem ser utilizados durante o processo têm um custo relativamente baixo; Deve ser realizado o monitoramento após a aplicação dos aditivos, planejamento e repetição de ciclos de estímulo à biodegradação e posterior monitoramento, até o enquadramento das concentrações das SQI nos padrões de qualidade requeridos ou estabelecidos em avaliação de risco à saúde humana. | |
| Referências | (U. S. EPA, 1994, 2016; FRTR, 2004, 2020; ITRC, 2018c). |