Cinética de biodegradação de múltiplos substratos em águas subterrâneas impactadas por derramamentos de misturas de gasolina com etanol

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental.

A contaminação de ambientes naturais por um único composto ao invés de misturas é exceção em áreas impactadas. Diante deste cenário, uma estratégia desenvolvida pelos micro-organismos para crescer com sucesso na natureza é o crescimento com uso de múltiplos substratos. Um exemplo desta interação no meio ambiente é a presença dos hidrocarbonetos monoaromáticos do grupo BTEX e do etanol em águas subterrâneas impactadas por gasolina comercial. Estudos realizados em escala laboratorial têm apontado que a biodegradação de um composto como constituinte de uma mistura depende da sua proporção, contudo, estas teorias não foram testadas em ambientes naturais. Assim, este trabalho teve por objetivo avaliar in situ a interação de múltiplos substratos com foco na sua proporção em águas subterrâneas impactadas por derramamentos da mistura de gasolina com etanol em dois experimentos de biorremediação: um sob atenuação natural monitorada e outro sob bioestimulação com injeção de nitrato. Como resultado, observou-se que a taxa de biodegradação do etanol e dos BTEX dissolvidos em água subterrânea depende da fração de cada substrato. O substrato com maior proporção é biodegradado em uma taxa mais elevada que os demais. Isso explica a biodegradação preferencial do etanol, já que ele está presente em uma fração muito maior que a dos BTEX na água subterrânea contaminada. As constantes de atenuação dos BTEX e do etanol, quando associadas ao modelo de decaimento de primeira ordem, levaram a inferir que a taxa de biodegradação de um substrato em um ambiente sob as mesmas condições depende somente da sua concentração. Assim, substratos com maiores concentrações são mais rapidamente biodegradados. Além disso, os maiores valores das constantes de atenuação dos BTEX na área sob bioestimulação com injeção de nitrato, quando comparada à área sob atenuação natural monitorada, mostraram que as reações de oxi-redução que predominam na biodegradação de compostos orgânicos determinam o quão rápido uma mistura vai degradar, no entanto, a relação de proporcionalidade prevalece. Deste modo, o foco de ações de remediação de locais contaminados por misturas de etanol e gasolina deve ser o estímulo da biodegradação do álcool para assim aumentar a fração e a taxa de biodegradação dos demais compostos mais tóxicos (como os BTEX).