Cianobactérias Biorremediação

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CIANOBACTÉRIAS E 
CIANOTOXINAS
Conhecer as principais características morfofisiológicas das cianobactérias;
Reconhecer os principais grupos de cianobactérias planctônicas;
 Conhecer os principais tipos de cianotoxinas e seus efeitos na saúde 
humana;
 Conhecer a legislação que regulamenta o seu monitoramento em águas 
de abastecimento público;
Conhecer métodos de coletas e preservação de amostras;
OBJETIVOS
Sistema de Domínios: Carl Woese (1978)
Cianobactérias são algas ???
Procariotos Eucariotos
Enfim... O que são cianobactérias ???
Procariontes autotróficos
Fotossintéticos aeróbios
Reprodução assexuada por fissão binária 
Ausência de estrutura de locomoção (cílio ou flagelo)
Unicelular, colonial e filamentoso 
Habitam o planeta há 3,5 bilhões de anos
São pioneiras em relação a evolução da vida
Escala evolutiva da origem da vida na terra. Fonte: CALIJURI et 
al,2006
Estromatólitos encontrados na Costa da Austrália, mostrando uma única 
coluna e a cianobactéria responsável por sua formação. Fonte: CALIJURI et al,2006
• Origem
• Estrutura celular
Externamente a 
parede celular pode 
haver ou não um 
envelope mucilaginoso 
(cocóides) ou bainha 
mucilaginosa (demais 
cianobactérias)
• Hábitat
Aquático, terrestre
o Planctônica / perifítica / bentônica
Habitam ambientes oligo-meso e eutróficos
Oceanos, estuários, mangues, rios, lagos, açudes, poças, 
tanques, fontes termais(> 50o), alto de montanhas, regiões 
polares, crateras vulcânicas (Witton 1999)
Água doce – grande abundância e diversidade
Amplo crescimento em águas alcalinas (pH 7 a 9),
temperatura (15o a 30o C), alta concentração de nitrogênio
e fósforo e alta intensidade luminosa
• Aerótopos
Vesículas de gás
Cilindros grandes
Regula a densidade da célula
Impermeáveis a água e permeáveis a gases
Controla a posição na coluna da água
Aumenta a flutuabilidade
Sphaerocavum
Planktothrix
http://www.biologie.uni-hamburg.de/b-online/library/webb/BOT311/Cyanobacteria/GasVesicleLab.jpg
• Heterocito e Acineto
Heterocito
Acineto
 Heterocito →
 célula diferenciada com
parede espessa e poros
nas extremidades.
• Fixação de nitrogênio
Acineto →
 célula diferenciada com 
parede espessa conteúdo celular 
densamente granulado.
•Esporo de resistência
• Bainha
Fina, translúcida 
Grossa e fibrosa
Constituída de 
polissacarídeos similar
a pectinas
http://www.dr-ralf-wagner.de/Bilder/Chroococcus_turgidus.jpg
MORFOLOGIA
• COCOIDES
 talo unicelular ou colonial
Ordem Chroococcales
Synechocystis Coelosphaerium
• FILAMENTOSAS
MORFOLOGIA
 Ordem Oscillatoriales: 
talo filamentoso homocitado
 Ordem Nostocales: 
talo filamentoso heterocitado
Planktothrix
Anabaena Trichodesmium 
Cylindrospermopsis
Florações ou Blooms
Perda da qualidade de água
Grave Problema
Ambiental, Econômico e Social 
IVANEIDE ALVES SOARES DA COSTA
ESGOTO NA ÁREA DA BACIA DO 
PIRANHAS AÇU
Fonte: Blog Jesus de Miudo/Acarí/RN
2006
20042000
Armando Ribeiro Gonçalves
2000
CIANOTOXINAS
São toxinas sintetizadas por determindadas espécies de cianobactérias que 
formam florações em corpos d’água. 
• Como ocorre a contaminação?
Ingestão oral
Contato
dermal
Hemodiálise
Bioacumulação
Em função da ação farmacológica, as 
cianotoxinas são classificadas em: 
Neurotoxinas
Hepatotoxinas
Dermatoxinas ( LPS)
(Calijuri et al., 2006)
Neurotoxinas 
• AÇÃO DAS NEUROTOXINAS - Bloqueio da 
transmissão neuromuscular
• São produzidas pelos gêneros:
• Tipos:
Anatoxina-a: desequilíbrio, contrações 
desordenadas, respiração ofegante, convulsões
Anatoxina-a (s): + salivação
 Saxitoxina: tontura, adormecimento da
Boca e extremidades, fraqueza muscular, 
náusea, vômito, sede e taquicardia
Homoanatoxina-a: paralisia corporal, 
convulsões e parada respiratória
Cylindrospermopsis
Anabaena Aphanizomenon
Lyngbya
Hepatotoxinas: 
• São produzidas pelos gêneros Microcystis, Anabaena, Nodularia, 
Oscillatoria, Nostoc e Cylindrospermopsis. 
• Tipos:
Microcistinas
Noduralinas
Cilindrospermopsinas
• Sintomas: anorexia, diarréia, palidez das mucosas, vômitos, fraqueza 
• Desorganização do citoesqueleto
• Hemorragia intrahepática
• Choque hipovolêmico
Ação de Hepatoxinas
EFEITO NO TECIDO 
HEPÁTICO:
Estas toxinas são potentes 
promotores
de tumores hepáticos
Dermatotoxinas
• Dermatites de contato
• São produzidas por todos os gêneros de cianobactérias
• Sintomas: vermelhidão e lesões na pele, irritação nos 
olhos, conjutivite, urticária, inflamação oral e 
gastrointestinal, obstrução nasal e asma
• TIPOS:
• Lyngbyatoxina
• Aplysiatoxin
• Debromoaplysiatoxinas
“SÍNDROME DE CARUARU”
– 1996: Caruaru/PE
– 89% dos pacientes apresentaram distúbios visuais,
Naúseas, vômitos e fraqueza muscular
– 86% desenvolveram insuficiência hepática aguda
– 52 pacientes (48%) morreram. 
Políticas Públicas que regulamentam o serviço
de hemodiálise no Brasil
• PORTARIA 2.042/96
• Estabeleceu o “Regulamento Técnico para o funcionamento dos 
serviços de Terapia Renal Substitutiva e as normas para 
cadastramento desses estabelecimentos junto ao Sistema Único de 
Saúde”
"Doentes em hemodiálise crônica expõem seu sangue a contato, pela membrana do dialisador, 
com cerca de 1.500 litros de água por mês. A possibilidade de absorção de substâncias 
tóxicas, em solução, é imensa...” (Riella,1996 apud Spínola et al. 2008). 
Portaria 82/2000 
Estabeleceu requisitos de segurança e qualidade que devem ser cumpridos no 
atendimento a pacientes renais crônicos, ... , além de especificar padrões 
mínimos para os equipamentos, a qualidade da água e a infra-estrutura 
física dos centros.
Equipamento de osmose reversa
PORTARIA 518/2004
• Define o padrão substâncias que representam riscos para a 
saúde humana, entre elas:
• Microcistina (1µg.Lˉ¹)
• Recomenda as análises de:
• Cilindrospermopsina ( 15µg.Lˉ¹)
• Saxitoxinas ( 3µg.Lˉ¹)
Estabelece os procedimentos e responsabilidades relativos ao 
controle e vigilância da qualidade da água para consumo 
humano e seu padrão de potabilidade. 
RESOLUÇÃO CONAMA Nº 357/2005
Publicada no DOU nº 053, de 18/03/2005, págs. 58-63
• Alterada pela Resolução 410/2009 e pela 430/2011
http://www.mma.gov.br/port/conama/legiabre.cfm?codlegi=459
Dispõe sobre a classificação dos corpos de água e 
diretrizes ambientais para o seu enquadramento, bem 
como estabelece as condições e padrões de lançamento 
de efluentes.
http://www.mma.gov.br/port/conama/legiabre.cfm?codlegi=459
http://bvsms.saude.gov.br/bvs/saudelegis/gm/2011/prt2914_12_12_2011.html
http://bvsms.saude.gov.br/bvs/saudelegis/gm/2011/prt2914_12_12_2011.html
Monitoramento da densidade de cianobactérias
Fonte: Leitura de Minuto – cianobactérias (10). Disponível em: 
http://portal.cogerh.com.br/eixos-de-atuacao/monitoramento-quantitativo-e-qualitativo-dos-recursos-hidricos/boletins-qualitativos/relatorios-e-resenhas/leitura-de-
minuto/ 
Métodos de coleta
 Amostra qualitativa
• Rede de plâncton
• Formol 8%
 Amostra quantitativa
• Garrafa de Van dorn
• Lugol
ATIVIDADE SOBRE CIANOBACTÉRIAS - ESTUDO DE CASO
Para garantir a qualidade de água de um manancial superficial que abastece a população de uma cidade, a 
CAERN precisa contratar um biológo para emitir um parecer sobre os seguintes resultados analisados:
•Cianobactérias:>100.000 células/Ml
•Microcistina:10µg/L
Questões para orientar a elaboração do parecer:
•Quais as possíveis causas que levaram a água apresentar esses valores para cianobactéria e microcistina?
•Quais espécies de cianobactérias podem estar presentes na água? 
•O que a legislação vigente relata sobre estes valores (estão dentro do limite aceitável ,ou não, para o uso 
indicado)?
•Quais problemas de saúde essa água pode acarretar à população? 
•O que você recomendaria como prevenção para melhorar a qualidade da água?
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE
CENTRO DE BIOCIÊNCIAS
DEPARTAMENTO DE MICROBIOLOGIA E PARASITOLOGIA
DISCIPLINA:MICROBIOLOGIA BÁSICA
PROFª Ana Carla Iorio Petrovich
INTERAÇÕES
MICROBIANAS II
INTERAÇÕES ECOLÓGICAS ENTRE 
MICRORGANISMOS EM UMA COMUNIDADE
• A dinâmica de relações é baseada na nutrição e no 
compartilhamento de habitats
• Os microrganismos podem interagir entre si de forma 
positiva ou negativa. 
• INTERAÇÃO POSITIVA é aquela que favorece a população 
envolvida; essa terá maior crescimento populacional na 
presença da outra população do que na ausência dela. 
• INTERAÇÃO NEGATIVA para uma população significa que 
ela terá seu crescimento diminuído quando a outra população 
envolvida estiver presente.
Entre uma mesma comunidade, as populações de 
bactérias (microrganismos de uma mesma espécie), 
podem cooperar em baixas densidades e 
competir em altas densidades celulares. 
TIPO 
DE INTERAÇÃO
ESPÉCIE A ESPÉCIE B NATUREZA DA INTERAÇÃO
Neutralismo 0 0 Sem efeitos
Comensalismo + 0 Hospedeiro não é afetado
Protocooperação + + Facultativa
Mutualismo + + Obrigatória
Competição - - Inibição mútua
Predação + - B é destruído por A
Parasitismo + - B é explorado por A
Amensalismo - 0 A população B não é afetada
Principais tipos de interações bióticas entre as populações
Fonte: Pinto-Coelho, 2000. Fundamentos em Ecologia. Porto Alegre, Ed. Artmed.
INTERAÇÕES BIOLÓGICAS ENTRE 
MICRORGANISMOS
• Ausência de interações entre duas populações microbianas.
• Ocorre entre populações microbianas com capacidades 
metabólicas extremamente diferentes.
• Condições ambientais que não permitem o crescimento 
microbiano ativo favorecem o neutralismo.
• Ex. microrganismos congelados em uma matriz de gelo,
Formas de resistência de microrganismos 
NEUTRALISMO
Endósporos
INTERAÇÕES POSITIVAS ENTRE 
MICRORGANISMOS
Interações positivas entre populações microbianas são baseadas em 
capacidades físicas e metabólicas que aumentam as taxas de crescimento e/ou sobrevivência
• MUTUALISMO – Benefício mútuo para ambas as espécies. 
Há uma dependência obrigatória na relação.
• COMENSALISMO – uma das espécies se beneficia enquanto
a outra nem se beneficia nem é prejudicada
• SINERGISMO ou PROTOCOOPERAÇÃO – Dois
organismos geralmente independentes cooperam para 
processar um nutriente que um deles sozinho não
metabolizaria. 
Relação ecológica OBRIGATÓRIA entre duas populações que 
se beneficiam mutuamente, é altamente específica, e permitem 
aos organismos colonizar Habitats que não poderiam ser 
ocupados por nenhuma das populações isoladamente. 
MUTUALISMO
Mutualismo 
Simbiose – “viver juntos”
Líquens
relação mutualista entre dois microrganismos, um fungo e uma alga ou cianobactéria.
A alga, ou cianobactéria, fototrófica, - produz matéria orgânica, 
O fungo produz ácidos liquenáceos, 
?? comensalismo ou parasitismo, uma vez que o fungo pode controlar o crescimento da 
alga. que entre 70 a 90% do produto da fotossíntese é liberado para o fungo e que o 
parceiro fotossintetizante pode formar populações maiores na ausência do fungo. 
“CONSÓRCIOS” 
Em ambientes de água doce, existem mutualismos microbianos
denominados CONSÓRCIOS
bactérias verdes sulfurosas não móveis, fototróficas, e bactérias móveis não 
fototróficas. 
“Chlorochromatium aggregatum”
• Relação UNILATERAL que resulta de quando 
uma população, sem ser afetada, modifica o 
habitat de modo a beneficiar outra população. 
• A população afetada (+) necessita dos benefícios 
fornecidos pela comensal inalterada (0).
• Ex. A modificação do ambiente pelo anaeróbios 
facultativos para os obrigatórios é um excelente 
exemplo disso.
COMENSALISMO
• Ambas as populações se beneficiam com a interação, mas essa 
associação NÃO É OBRIGATÓRIA. Ambas as populações são 
capazes de sobreviver separadamente em seu ambiente natural.
Ex. na ciclagem do nitrogênio
• Bactérias heterotróficas Pseudomonas e cianobactérias do 
gênero Anabaena
• Ao oxidar esses excretas orgânicos das cianobactérias, as 
Pseudomonas consomem o oxigênio. As cianobactérias se 
beneficiam dessa condição, uma vez que a enzima nitrogenase, 
responsável pela fixação biológica do nitrogênio, pode ser 
inativada pelo oxigênio.
PROTOCOOPERAÇÃO
• PARASITISMO – uma das espécies retira nutrientes e 
usa como habitat um hospedeiro o qual geralmente é 
prejudicado.
• ANTAGONISMO - AMENSALISMO – uma espécie
produz substâncias que inibem ou matam espécies
hospedeiras que se encontram no mesmo habitat
• PREDAÇÃO – consumo de uma presa viva
INTERAÇÕES NEGATIVAS 
ENTRE MICRORGANISMOS
AMENSALISMO
Uma população de microrganismos que cresce em um substrato INIBE
outra população.
Esta relação é baseada na produção de determinados produtos
químicos microbicidas ou antibióticos.
Leva à colonização preventiva de um habitat, ou seja, quando um
organismo se instala em um habitat, impede outra população de
sobreviver nesse habitat.
Ex 1: Bactérias do ácido lático impedem a população microbiana em seu
substrato, produzindo grandes quantidades de ácidos prejudiciais à outra
população microbiana.
Ex 2: bactérias anaeróbias existentes no rúmen produzem ácidos graxos
voláteis naquele ambiente impedindo a colonização de outras espécies
COMPETIÇÃO INDIRETA - células se tornam mais eficientes na absorção de 
recursos. Ex. produção de enzimas fosfatases
COMPETIÇÃO DIRETA - produção e secreção por um microrganismo particular 
de substâncias inibidoras do ex. penicilina - Fleming disse: “Não inventei a penicilina. 
A natureza é que a fez. Eu só a descobri por acaso”.
COMPETIÇÃO
PARASITISMO
• Parasitas são organismos que apenas 
eventualmente matam uma população 
(hospedeiro). Normalmente, as interações 
parasitárias são muito específicas. 
Bdellovibrio - “antibióticos vivos”, 
PREDAÇÃO
• Interação negativa em que um organismo engloba outro. 
• Geralmente constitui uma interação rápida, ao contrário do parasitismo. 
• Bactérias não são predadoras, pois não assimilam partículas, mas apenas 
substâncias dissolvidas no meio
• Ex: O predador Didinium nasutum preda Paramaecium caudatum cuja 
população diminui e se extingue.
INTERAÇÕES MICROBIANAS
•Biofilmes
CIDADE DOS MICRÓBIOS: 
as bactérias podem se 
comportar “socialmente”
- BIOFILMES -
Embora sobrevivam como uma célula única, realizando os processos metabólicos necessários à
sua perpetuação, quando as bactérias encontram-se associadas, passam a se comportar de
forma social, exibindo divisão de tarefas e alterando seu perfil fisiológico de forma a apresentar
uma cooperação que se reflete em diferentes níveis metabólicos.
CARÁTER “MULTICELULAR” DAS BACTÉRIAS:
Interações microbianas - Biofilmes
O que são biofilmes?
• Biofilmes são organizações de células bacterianas aderidas a
uma superfície, envoltas por uma matriz adesiva excretada
pelas células.
• Matriz: Geralmente uma mistura de polissacarídeos (pode
conter, também, proteínas e ácidos nucléicos);
• Os biofilmes podem conter UMA, DUAS ou VÁRIAS espécies
bacterianas.
SUPERFÍCIES (outro organismo, um nutriente –
partícula de matéria orgânica raízes de plantas ) –
• Maior acesso aos nutrientes,
• Proteção contra predadores e perturbações 
físico-químicas,
• Local para que as células permaneçam em um 
hábitat favorável sem serem removidas.
• Fluxo através da superfície colonizada aumenta o 
transporte de nutrientes para a superfície
Funções dos biofilmes
• Os biofilmes aprisionam os nutrientes necessários ao crescimento
bacteriano
• Os biofilmes ajudam a impedir o destacamento das células
bacterianas de superfícies presentes em sistemas de fluxo de corrente.
Biofilme em caixa d´água Biofilme - presença de corante para 
evidenciar o biofilme
Exemplos de biofilmes microbianos. 
(a)biofilme experimental Pseudomonas aeruginosa. 
(b)biofilme natural (visão superior) na superfície de uma folha.
(c) biofilme formado por bactérias oxidantes de ferro aderido a rochas 
do Rio Tinto, Espanha. 
Biofilmes 
aderidos a rochas 
de riachos
O biofilme formado ao redor da superfície dental, 
100 e 200 filotipos diferentes bactérias e arqueias;boca humana é o hábitat de cerca de 700 filotipos. 
E por que essa estratégia é tão 
comum entre as bactérias?
• Biofilmes funcionam como um sistema de
autodefesa.
• Resistem a forças físicas que poderiam
remover células isoladas; além de escapar da
fagocitose pelas células de defesa do corpo e
dificultar a penetração de moléculas tóxicas,
como antibióticos.
• um biofilme pode tolerar concentrações de
antibióticos de 10 a 1000 vezes maiores que a
necessária para matar bactérias planctônicas.
• Biofilmes permitem que células
permaneçam em um nicho favorável, ou
permite que as bactérias cresçam em locais
relativamente inóspitos;
FORMAÇÃO DE BIOFILMES 
(Watnick e Kolter, 2000) 
Como um biofilme é formado?
22:29
• Mecanismo de quorum sensing: A adesão de várias células bacterianas é sinal
para a expressão de genes específicos;
• A matriz começará a ser produzida;
• Uma bactéria flagelada, uma vez no processo de biofilme, perde seus flagelos
e torna-se imóvel (fixa na matriz);
• A COMUNICAÇÃO BACTERIANA INTERCELULAR É FUNDAMENTAL
PARA O DESENVOLVIMENTO E MANUTENÇÃO DO BIOFILME
Formação do Biofilme – Etapas:
Fonte: Microbiologia de Brock – 12ª Ed.
biology.binghamton.edu/davies/research.htm
DO CRESCIMENTO DE PLANCTÔNICO PARA BIOFILME
1. síntese de diguanosina dimérica monofosfato cíclico (c-di-GMP, 
cyclic dimeric di-guanosine monophosphate)
2. Se ligam a reguladores transcricionais RNAm (riboswitches, e 
proteínas específicas para alterar a atividade enzimática. 
3. c-di-GMP se liga a proteínas que reduzem a atividade do motor 
flagelar, regula as proteínas de superfície responsáveis pela 
adesão e medeia a biossíntese de polissacarídeos da matriz 
extracelular do biofilme.
http://biology.binghamton.edu/davies/research.htm
Formação de biofilmes
• Caixas d´águas / encanações / tubulações
• Cárie
• Infecção hospitalar (resistência à anibióticos)
• Manutenção em substratos naturais (rios, por ex.).
Biofilmes
implicações na indústria
Fotomicrografia de
um biofilme corado com DAPI 
formado em uma tubulação de 
aço inoxidável
• retardar o fluxo de água, óleo ou outros líquidos por meio dos ductos, 
podendo acelerar sua corrosão. 
• Iniciam a degradação de objetos submersos, instalações costeiras. 
• inocuidade da água potável pode ser comprometida por biofilmes que 
se desenvolvem em ductos de distribuição 
Vibrio cholerae
► Observa-se recentemente um aumento das infecções 
associadas a biofilmes ( 60%)
• Podemos concluir que as bactérias formam biofilmes para:
• Mecanismo de (auto) defesa;
• Resistem às forças físicas/remoção
• Resistem à fagocitose pelas células do sistema imune e à penetração 
de moléculas tóxicas (como antibióticos);
• Permite a permanência da bactéria em um nicho favorável;
Formação de biofilmes
BIORREMEDIAÇÃO
BIORREMEDIAÇÃO
Processo de tratamento que utiliza a ocorrência natural de microrganismos 
para degradar substâncias toxicamente perigosas transformando-as em 
substâncias menos ou não tóxicas.
OBJETIVO E BENEFÍCIO DA BIORREMEDIAÇÃO
INOCULAR O SOLO COM MICRORGANISMOS COM CAPACIDADE DE 
METABOLIZAR RESÍDUOS TÓXICOS PROPORCIONANDO MAIOR SEGURANÇA E MENOS 
PERTURBAÇÕES AO MEIO AMBIENTE
• Xenobiótico – Composto naturais ou completamente sintetizado quimicamente, não ocorrendo 
naturalmente no meio ambiente.
• Recalcitrante - MOLÉCULAS ORGÂNICAS DE DIFÍCIL DEGRADAÇÃO
a) BIODEGRADAÇÃO: transformação de compostos orgânicos através
da atividade metabólica dos organismos, especialmente
microrganismos – CO2 e água.
b) BIOTRANSFORMAÇÃO: a conversão de um composto orgânico em
estrutura molecular alterada, induzindo a perda de alguma propriedade
característica da substância, podendo alterar sua toxicidade por exemplo.
DEGRADAÇÃO BIÓTICA – BIODEGRADAÇÃO
 Quatro grupos de compostos orgânicos de acordo
com a periculosidade:
a) Compostos facilmente biodegradáveis e não tóxicos;
b) Compostos facilmente biodegradáveis e tóxicos;
c) Compostos não biodegradáveis e não tóxicos;
d) Compostos não biodegradáveis e tóxicos.
Biodegradabilidade
 Suscetibilidade do composto sofrer a ação dos 
microrganismos
a) Características físicas do composto;
b) Características químicas;
c) Disponibilidade dos microrganismos.
• BIORREMEDIAÇÃO NATURAL (passiva) : processo passivo no qual 
os microrganismos indígenas transformam os contaminantes alvos em 
produtos finais inócuos – atenuação natural.
BIORREMEDIAÇÃO ACELERADA (estimuladora) : métodos de 
biorremediação que empregam técnicas para estimular a degradação 
dos contaminantes alvos, como adição microrganismos específicos, etc.
nutrientes como nitrogênio e fósfoto para estimular os
microrganismos indígenas, aumentando sua população. Promove o 
aumento da atividade metabólica na degradação de 
contaminantes. 
Biorremediação “in situ” - resíduo é tratado no local.
Biorremediação “ex situ” - remoção física do material
contaminado e seu encaminhamento para o local de
tratamento.
BIORREMEDIÇÃO IN SITU
- resíduo é tratado no local
Visa tratar o solo no local de contaminação, com introdução de oxigênio, nutrientes
e microrganismos em galerias e poços de infiltração. 
BIORREMEDIÇÃO EX SITU
remoção física do material contaminado e seu encaminhamento para o local de 
tratamento.
O resíduo a ser tratado é transportado a outro local. Não correndo riscos de danos ao
meio ambiente. O processo se inicia com a redistribuição do solo em camadas e 
irrigado com nutrientes e bactérias.
Há controle rigoroso da lixiviação e 
escoamento superficial do material 
contaminado o que não ocorre no 
Iandfarming sendo, portanto, mais seguro
e próprio para tratamento de solos 
contaminados.
TIPOS DE BIORREMEDIAÇÃO
• BIOAUMENTAÇÃO: introduz misturas 
específicas de microrganismos em um 
ambiente contaminado ou em um biorreator 
para iniciar o processo da biorremediação.
• BIOESTIMULAÇÃO: fornece nutrientes às 
populações de microrganismos, aumentando 
sua população, promovendo o crescimento e 
consequentemente o aumento da atividade 
metabólica na degradação de contaminantes.
Aspectos importantes
 Três aspectos devem ser considerados:
1. A existência de microrganismos com capacidade catabólica para 
degradar o contaminante;
2. O contaminante tem que estar disponível ou acessível ao ataque 
microbiano ou enzimático;
3. Condições ambientais adequadas para o crescimento e atividade do 
agente biorremediador. 
INVESTIGAÇÃO PARA BIORREMEDIAÇÃO
a) Identificação dos poluentes em relação ao grau de 
biodegradação (níveis de biodegradabilidade)
b) Levantamento do local contaminado
c) Tempo requerido para a biorremediação
d) Fatores econômicos
PASSOS APLICÁVEIS
a)Isolamento do local até segunda ordem
b)Definição do método básico de 
biorremediação
c) Determinar os tipos de monitoramento
• BIOSURFACTANTE
MÉTODOS MAIS UTILIZADOS
a) LANDFARMING:
sistema de tratamento
em fase sólida para solos
contaminados.
É a aplicação e incorporação de
contaminantes ou rejeitos contaminados
na superfície do solo não contaminado
para degradação. O solo é arado e
gradeado para promover a mistura
uniforme do contaminante e aeração.
(ZONA DE LENÇOL FREÁTICO)
Esquema de uma célula de unidade de 
tratamento no solo utilizando o landifarming
b) COMPOSTAGEM: 
processo de tratamento 
termofílico e aeróbio, onde 
ocorre a transformação do 
composto orgânico mediante 
a mistura dos microrganismos 
com o material.
É o uso de microrganismos
termofílicos aeróbios em
pilhas construídas para 
degradar o contaminante. 
a) BIOREATORES:
biorremediação em containeres
ou reatores, para tratamento de
efluentes e lodos (Lodo ativado,
filtro biológico, lagoas de
estabilização, lagoas aeradas -
degradação microbiana de
compostos orgânicos através do
metabolismo aeróbio facilitado
pela disponibilidade de oxigênio
mo meio)
d) BIOVENTILAÇÃO OU 
BIOERAÇÃO: injeção de ar ou 
oxigênio puro em solos e água 
subterrânea contaminados, 
estimulando a atividade dos 
microrganismos.BIOVENTING - Consiste na 
passagem de ar pelo interior da 
zona não saturada do solo 
contaminado, pela introdução 
forçada do ar (extração ou injeção 
de ar) para aumentar a 
concentração de oxigênio e 
estimular a biodegradação.
É uma forma de bioestimulação por meio da adição de gases 
estimulantes, como O2 e CH4, para aumentar a atividade
microbiana decompositora.
BIOVENTILAÇÃO
1. Biodegradação de polímeros 
sintéticos e plásticos biodegradáveis
- Indústria produz 40 bilhões de quilos de plástico/ano.
- Dispostos em aterros (grande área) ou incinerados (gases tóxicos).
- Polímeros (polietileno, poliestireno) são altamente recalcitrantes e os
microrganismos têm dificuldade de degradá-los.
- Alternativas de plásticos biodegradáveis (biopolímeros) constituídos associados
com amido obtido por síntese microbiana – poliidroxibutirato (PHB).
- Biopolímeros são degradados por bactérias amilolíticas do solo e por fungos
(Penicillium, Aspergillus, Fusarium).
2. Biodegradação do 
petróleo
- Petróleo principal fonte mundial de combustível.
- Impacto ambiental: resíduos de refinaria de petróleo, contaminação do solo em áreas
adjacentes, vazamentos de oleodutos e de tanques, derramamentos acidentais – maré negra.
a) Enzimas específicas
b) Especificidade induzida – resposta positiva do organismo ao petróleo e seus constituintes.
- Acinetobacter, Alcaligenes, Bacillus, Pseudomonas, Nocardia, Flavobacterium, Klebsiella etc.
- Culturas mistas possuem vantagens sobre cultura pura, pois a capacidade
biodegradativa de uma comunidade é maior quantitativamente e qualitativamente.
CONTAMINANTES E ESPÉCIES DE MICRORGANISMOS PARA A 
BIORREMEDIAÇÃO
Contaminantes
Anéis Aromáticos
Cádmio
Cobre
Cromo
Enxofre
Petróleo
Espécie Utilizada
Pseudomonas,Achromobact, Bacillus, 
Arthrobacter, Penicillum, Aspergillus, Fusarium, 
Phanerocheate.
Staphlococcus, Bacillus, Pseudomonas, Citrobacter, 
Klebsiella, Rhodococcus
Escherichia, Pseudomonas
Alcaligenes, Pseudomonas
Thiobacillus
Pseudomonas, Proteus, Bacillus, Penicillum, 
Cunninghamella
VANTAGENS DA BIORREMEDIAÇÃO
• Mais barato que os tratamentos convencionais. 
• Aplicável a uma grande variedade de contaminantes
• De grande aceitação pública
• Não interfere nas operações que já estão sendo realizadas, podendo ser utilizado em
locais de difícil acesso. 
• Pode ser usada (in situ) reduzindo possibilidades de contaminação para os
trabalhadores
• Os microrganismos agem na redução dos contaminantes de petróleo
transformando-os em subprodutos menos nocivos ao meio ambiente. 
DESVANTAGENS E LIMITES DA 
BIORREMEDIAÇÃO
Não é uma solução imediata. 
Os locais a serem tratados devem estar preparados para suportar a 
ação dos microrganismos.
- Para cada tipo de contaminante, indicam-se espécies diferentes de 
microrganismos para o processo de biorremediação.