Avaliação de metodologias para o acompanhamento da nanobiorremediação de petróleo por bactéria e nanopartículas metálicas

A contaminação por petróleo em solos e ambientes aquáticos è problemática principalmente pela presença de poluentes orgânicos persistentes e tóxicos que podem impactar o meio ambiente por décadas. Mesmo com a ação de tratamentos biológicos, como a biorremediação, são encontradas algumas limitações para remediar totalmente tais meios contaminados, como o tempo de adaptação dos microrganismos biorremediadores e a retenção profunda de compostos como hidrocarbonetos aromáticos policiclicos. Esses fatores indicam a necessidade de novas metodologias que aprimorem a eficiência da biorremediação, tal como nanobiorremediação, técnica inovadora que une fundamentos da nanotecnologia, com a aplicação de nanoparticulas (NPs) ao processo de biorremediação. Esta dissertação aborda estes temas em dois capitulos. O capitulo 1 discorre acerca das duas áreas, biorremediação e nanobiorremediação, e sobre o potencial de aplicação no tratamento ambiental usando nanofabricas, microrganismos vivos capazes de produzir nanoparticulas. O artigo possui como principal conclusão de que a produção de nanoparticulas com nanofábricas è vantajosa à nanobiorremediação em detrimento às alternativas quimicas, porém há necessidade de se elucidar o mecanismo celular adotado pelo microrganismo na produção de nanoparticulas em larga escala e sua utilização como nanofabrica na biorremediação. O capitulo 2 apresenta um artigo experimental com o principal objetivo de avaliar metodologias para o acompanhamento da nanobioremediação de petróleo por bactéria Bacillus subtilis e nanoparticulas metálicas de ferro (Oxido de ferro III) e zinco (Oxido de Zinco). A metodologia proposta neste capitulo se dividiu em: proposta de delineamento experimental, para definição das principais variáveis a serem otimizadas; padronização da metodologia de inoculação, através da determinação da linearidade da densidade óptica (DO); e avaliação da metodologia de análise gravimétrica aplicada à determinação da remoção do petróleo em nanobiorremediação, A nanobiorremediação proposta neste trabalho fez uso das nanoparticulas de FeO, e ZnO em pó adquiridas comercialmente com a ação biorremediadora da bactéria Bacillus subtilis, sem técnicas de imobilização em meio mineral contaminado com petróleo cru. Os resultados obtidos indicam que o método gravimétrico para avaliação da quantidade mássica de petróleo residual ao longo do tempo de degradação não foi bem-sucedido, devido a presença de água em determinadas amostras pós extração ou a interação da amostra com os sais utilizados como dissecantes: Reitera-se como diferencial de hipótese trazida pela presente pesquisa a importancia de dissertar sobre a otimização da nanobioremediação na degradação do poluente petróleo, uma vez que a nanobioremediação é uma estratégia de tratamento nova, e as metodologias de análise aplicadas para a biorremediação não necessariamente são aplicáveis a técnica devido ao impacto das NPs, tendo a necessidade de serem reavaliadas. Oil contamination in soils and aquatic environments is a world-wide problem when extracting and manipulating petrol origins mainly due to the presence of persistent and toxic organic pollutants that can impact the environment for decades. Even with the action of biological treatments, such as bioremediation, some limitations are found to fully remediate such contaminated areas, such as the adaptation time of bioremediation microorganisms and the deep retention of compounds like the Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAHs). These factors indicate the need for new methodologies that improve the efficiencies of bioremediation. Nanobioremediation, an innovative technique that combines fundamentals of nanotechnology. with the application of nanoparticles (NPS), to the bioremediation process, is one strategy for filling the gaps of bioremediation This dissertation addresses these issues in two chapters Chapter I discusses bioremediation and nanobioremediation, and the potential application in environmental treatment using nanofactories, living microorganisms capable of producing nanoparticles. The main conclusion of the article is that the production of nanoparticles with nanofactories is advantageous to nanobioremediation over chemical alternatives, but there is a need to elucidate the cellular mechanism adopted by the microorganism in the production of nanoparticles, especially if said production can be on a larger scale and the use of nanofactories in bioremediation. Chapter 2 presents an experimental article with the main objective of evaluating methodologies for monitoring the nanobioremediation of petroleum by Bacillus subtilis bacteria and metallic iron and zinc nanoparticles. The methodology proposed in this chapter was divided into the experimental design, to define the main variables to be optimized. standardization of inoculation methodology, through the determination of optical density (OD) linearity; and evaluation of the gravimetric analysis methodology applied to the determination of oil removal in nanobioremediation. The nanobioremediation evaluated in this work made use of FeO and ZnO nanoparticles in powder purchased commercially with the bioremediation action of the bacteria Bacilles subtilis, without immobilization techniques in mineral medium contaminated with crude oil. The results obtained indicate that the gravimetric method to evaluate the mass amount of residual oil over the degradation time was not successful, due to the presence of water in certain samples after extraction or the interaction of the sample with the salts used as desiccants. As a differential hypothesis brought by the present research, the importance of discussing the optimization of nanobioremediation in the degradation of petroleum pollutants is reiterated, since nanobioremediation is a new treatment strategy, and the analysis methodologies applied to bioremediation are not necessarily applicable to the technique due to the impact of the NPs, having the need to be reassessed.