ICSA06 - Biotecnologia Ambiental

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ICSA06 - Biotecnologia Ambiental

  1. 1. Biotecnologia ambiental Salvador-BA Janeiro - 2014
  2. 2. A crise ambiental mundial
  3. 3. Histórico do pensamento ambiental
  4. 4. Questões ambientais: • Questão energética: Como conservação ambiental? conciliar crescimento econômico Composição da matriz energética nacional (2009) e
  5. 5. Questões ambientais: Questão da geração de resíduos sólidos: doméstico Índices de produção per capita de resíduos sólidos domiciliares em função da população urbana (CETESB, 2004) 0,8 Resíduos sólidos (kg/hab. dia) • 0,6 0,4 0,2 0,0 100 200 500 População (habitantes x 1000) 600
  6. 6. Questões ambientais: • Questão da geração de resíduos sólidos: agropecuária
  7. 7. Questões ambientais: •Questão da utilização de resíduos:
  8. 8. Questões ambientais: • Questão da água: Disponibilidade hídrica no mundo
  9. 9. Questões ambientais: • Questão dos efluentes industriais: SUBSTÂNCIAS COMUNS NOS RESÍDUOS LÍQUIDOS INDUSTRIAIS DETERGENTES E DESINFECTANTES TINTAS, VERNIZES E SOLVENTES RESÍDUOS DE ÓLEOS E LUBRIFICANTES RESÍDUOS DE DESCARGAS DE FUNDO DE DESTILADORES COMPLEXOS ANIÓNICOS SOLUÇÕES E LODOS METÁLICOS E INORGÃNICOS PESTICIDAS ÓLEOS E GRAXAS
  10. 10. Biotecnologia Ambiental Estuda o uso adequado da natureza (plantas, animais, bactérias, fungos e outros seres vivos) de forma a se obter • energia renovável, • alimentos • nutrientes em um ciclo de benefícios integrados onde os processos que produzem resíduos servem de base (fornecem insumos) para novos processos.
  11. 11. Biotecnologia Ambiental • Aplicação de técnicas biológicas para corrigir ou prevenir problemas de contaminação ambiental, em água, ar e solo. • Objetiva preservar o meio ambiente e seus recursos do impacto negativo da atividade do homem. • Aborda as características e o mecanismo de ação de plantas e microrganismos (bactérias e fungos) na biodegradação e bioconversão de compostos orgânicos e inorgânicos, para remediação, tratamento e conversão de resíduos e efluentes.
  12. 12. Sociedade Internacional de Biotecnologia Ambiental Dispõe sobre o desenvolvimento, uso e regulação dos sistemas biológicos relacionados a: - Remediação de ambientes - Processos ambientalmente corretos: tecnologias verdes ou limpas desenvolvimento sustentável
  13. 13. Tecnologias verdes ou limpas (“greentech” ou “cleantech”)‫‏‬ • biorremediação de ambientes contaminados (solo, ar e água)‫‏‬ • prevenção de danos ambientais • detecção e monitoramento de contaminação • aproveitamento de agrorresíduos • aproveitamento de resíduos industriais (óleos e gorduras)‫‏‬ • aproveitamento de efluentes
  14. 14. Biorremediação Uso de sistemas biológicos (geralmente plantas ou microrganismos) na redução da poluição do ar, água ou sistemas terrestres. Vias metabólicas normalmente utilizadas para crescimento e produção de energia são usadas para degradação de poluentes
  15. 15. Biorremediação e biodegradação Detoxificação total Agente poluidor (Contaminante)‫‏‬ Detoxificação parcial Mineralização completa Biodegradação incompleta CO2 + água+sais inofensivos Compostos intermediários menos tóxicos
  16. 16. Tipos de Biorremediação •Bioatenuação- biorremediação intrínseca- ação de biodegradação natural pela microbiota e/ou flora presente no ambiente contaminado Suplementação ( com nutrientes, bactérias, oxigênio, CO2..requisitos outros).. •Bioaumentação microrganismos (biomagnificação)- adição de •Fitorremediação •Bioestimulação- adição de nutrientes e/ou sais •Bioventilação- Adição de gases (CO2, O2) por aeração do ambiente •Landfarming- Adição de O2 e microrganismos
  17. 17. Bioatenuação Biodegradabilidade São facilmente biodegradáveis (conceito de biodegradabilidade, segundo a OCDE Organization for Economic and Development Norma 310F), quando mais de 60% do produto é degradado num período de 28 dias, que indica a tendência do produto ser totalmente biodegradável num ambiente aeróbio.
  18. 18. Bioaumentação Produção de Inoculantes
  19. 19. Bioaumentação Produção de Inoculantes
  20. 20. LAND FARMING 1. 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
  21. 21. Biorremediação de efluentes industriais tratamento de esgoto e de efluentes industriais removem Microrganismos nas estações de 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
  22. 22. Ar e poluentes gasosos No início foram usados filtros preenchidos com composto para a retirada de odores. Bioscrubber Taxas de processamento baixas e vida curta
  23. 23. Solo BIORREATORES In situ Ex situ Aplicáveis as tecnologias bioestimulação, bioventilação dentre outras
  24. 24. Resíduos sólidos Ciclagem nutrientes Alternativa incineração Digestão anaeróbica Biogás + Residuos estáveis Compostagem Estratégia de biorremediação Fertilizante Baixa liberação
  25. 25. Detecção e monitoramento • Inumeração microrganismos- técnicas de biologia molecular e imunoensaios • Técnicas para detecção microbiana-FISH e outras • Biosensores ( biológicos+ eletrônicos)avaliação de poluentes
  26. 26. Bioconversão de agrorresíduos 100% 2,0 90% 80% 5,2 10,9 32,0 20,9 70% 60% 4,8 8,8 2,2 40% 26,5 HIDRÁULICA E ELETRICIDADE URÂNIO 1,4 23,7 20,9 30% 20% BIOMASSA 5,9 15,2 50% 10,5 CARVÃO MINERAL GÁS NATURAL 37,9 37,3 34,0 PETRÓLEO e DERIVADOS 10% 0% BRASIL 2009 OECD 2007 MUNDO 2007 251,5 5.590 11.741 45,4 6,7 12,9 milhões tep % Renováveis
  27. 27. Bioconversão de agrorresíduos 70 60 BAGAÇO NO SETOR ENERGÉTICO 50 40 CARVÃO VEGETAL EM FERRO-GUSA E AÇO 30 20 BAGAÇO NA INDÚSTRIA 10 2007 2003 1999 1995 1991 1987 1983 1979 1975 1971 0
  28. 28. Bioconversão de agrorresíduos
  29. 29. Bioconversão de agrorresíduos
  30. 30. Bioconversão de agrorresíduos
  31. 31. Projetos Brasileiros ligados à Biotecnologia Ambiental • • • • • • • • • • • • • • Xilitol a partir do bagaço de cana-de-açúcar; • PHB (polihidroxibutirato) plástico biodegradável a partir de microalga; • FOS (frutooligossacarideos) a partir de sacarose; • Membranas cerâmicas esterilizantes; • Etanol a partir de microalgas - processo fermentativo e biodiesel de microalgas (processos acoplados); • Seqüestro de gás carbônico com o uso de microalgas; • Butanol a partir de microalgas - processo fermentativo; • Fermentação extrativa - novo sistema de extração de álcool das dornas; • Cultura mista de bactéria (Zymomona mobilis) e levedura (Saccharomyces cerevisae) para produção de etanol; • Clarificador orgânico enzimático de açúcar; • Gaseificação de biomassa para geração de energia; • Etanol a partir da gaseificação de biomassa (processo fermentativo ou catalítico); • Bio-gasolina via pirólise a partir de óleo vegetal residual; • Butanol a partir de cana-de-açúcar;
  32. 32. Biotecnologia ambiental A TERRA AGRADECE!

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