Prospecção de bactérias com potencial na biorremediação de áreas contaminadas com BTX (benzeno, tolueno e xileno)

Abstract

O petróleo é fonte de importantes produtos comerciais, com destaque para os combustíveis. No entanto, por conter compostos muitas vezes prejudiciais ao ambiente e a saúde humana, contaminações por petróleo e seus derivados são motivo de grande preocupação. Dentre seus componentes, tem destaque os hidrocarbonetos monoaromáticos benzeno, tolueno e xileno, genericamente conhecidos por BTX. Além de altamente tóxicos, compostos BTX apresentam elevada solubilidade em água, em comparação com os demais hidrocarbonetos do petróleo, o que gera grande preocupação quanto ao risco de contaminação de lençóis freáticos. Uma vez ocorrida uma contaminação de natureza petroquímica, faz-se necessária a utilização de medidas remediadoras que reduzam seus impactos. A biorremediação baseada no uso de microrganismos vem sendo cada vez mais estudada para este fim devido ao seu baixo custo em comparação com processos tradicionais, além da possibilidade de completa degradação do contaminante. Assim como outros derivados de petróleo, BTX podem ser degradados por microrganismos, com destaque para as bactérias, o que em alguns casos pode estar associado a produção de biossurfactantes. Estas substâncias contribuem para aumentar a disponibilização do substrato à ação microbiana, e sua presença é um bom indicativo do potencial de degradação de hidrocarbonetos. Considerando o exposto, este trabalho buscou isolar bactérias a partir de amostras de água subterrânea provenientes de área contaminada por uma mistura de óleo diesel (80%) e biodiesel (20%), avaliar seu crescimento em meio mínimo contendo BTX, e testar qualitativamente sua capacidade de produção de biossurfactantes. A partir do enriquecimento das amostras com BTX foram isoladas 10 linhagens bacterianas, das quais 8 foram identificadas por meio de sequenciamento de parte do gene RNAr 16S, sendo 4 Bacillus spp., 2 Staphylococcus spp., 1 Leifsonia sp. e 1 Brevibacillus reuszeri. Exceto por B. reuszeri, todos os isolados apresentaram células viáveis após 10 e 30 dias de incubação em BTX, indicando boa tolerância aos contaminantes. Três isolados apresentaram resultados positivos em relação a produção de biossurfactantes, dois por meio da produção de emulsão e um pela redução da tensão superficial do meio de cultura. Por meio do teste IE24, obteve-se 43% de emulsão por B3(3m) (não identificado) e 63% por T1(2m) (Bacillus sp.). Após uma semana de cultivo em meio suplementado com 1% de caldo nutriente, B1(3m) (não identificado) reduziu a tensão superficial do meio de 55 mN?m -1 para 34,70 mN?m -1 . Os resultados encontrados provam que a área contaminada possui bactérias com características favoráveis a biodegradação de hidrocarbonetos derivados de petróleo, mas a confirmação de sua capacidade em degradar BTX requer outros estudos, preferencialmente baseados na quantificação dos contaminantes.

Abstract: Petroleum is a source of important commercial products, with emphasis on fuels. However, because it contains compounds that are often harmful to the environment and human health, contamination by oil and its derivatives is of great concern. Among its components, the monoaromatic hydrocarbons benzene, toluene and xylene stand out, generally known as BTX. In addition to being highly toxic, BTX compounds have high water solubility compared to other oil hydrocarbons, which raises great concern about the risk of contamination of groundwater. Once contamination of a petrochemical nature has occurred, it is necessary to use remedial measures to reduce its impacts. Bioremediation based on the use of microorganisms has been increasingly studied for this purpose due to its low cost compared to traditional processes, in addition to the possibility of complete degradation of the contaminant. Like other petroleum products, BTX can be degraded by microorganisms, especially bacteria, which in some cases may be associated with the production of biosurfactants. These substances contribute to increase the availability of the substrate for microbial action, and their presence is a good indicator of the potential for hydrocarbon degradation. Considering the above, this work sought to isolate bacteria from groundwater samples from an area contaminated by a mixture of diesel oil (80%) and biodiesel (20%), evaluate their growth in a minimum medium containing BTX, and qualitatively test their capacity for producing biosurfactants. From the enrichment of the samples with BTX, 10 bacterial strains were isolated, of which 8 were identified by sequencing part of the 16S RNAr gene, being 4 Bacillus spp., 2 Staphylococcus spp., 1 Leifsonia sp. and 1 Brevibacillus reuszeri. Except for B. reuszeri, all isolates showed viable cells after 10 and 30 days of incubation in BTX, indicating good tolerance to these contaminants. Three isolates showed positive results related to the production of biosurfactants, two through the production of emulsion and one by reducing the surface tension of the culture medium. Through the IE24 test, 43% emulsion was obtained for B3(3m) (not identified) and 63% for T1(2m) (Bacillus sp.). After a week of cultivation in medium supplemented with 1% of nutrient broth, B1(3m) (not identified) reduced the surface tension of the medium from 55 mN?m -1 to 34.70 mN?m -1 . The results found prove that the contaminated area has bacteria with characteristics favorable to the biodegradation of petroleum-derived hydrocarbons, but confirmation of its ability to degrade BTX requires further studies, preferably based on the quantification of contaminants.