| Resumen: | Os derramamentos de petróleo causam severos impactos ambientais e econômicos, assim, a técnica de biorremediação vem sendo amplamente estudada com intuito de utilizar micro-organismos para degradação do petróleo. Devido à sua complexa composição, o petróleo torna a ação dos micro-organismos dificultada em relação à metabolização de seus componentes e, por isso, o uso do encapsulamento com inserção de biomassa vegetal fornece proteção e insumo metabólico inicial para produção de biossurfactantes, que aumentam a área superficial de contato entre os metabólitos e os micro-organismos, acarretando no aumento da degradação dos compostos e maior eficiência no processo de biorremediação. Portanto, os objetivos do presente trabalho são analisar as cápsulas produzidas com uso de alginato de sódio, biomassa vegetal e micro-organismos através de técnicas como: TGA, DSC, MEV-FEG e contagem de células bacterianas viáveis, montar um delineamento experimental fatorial fracionado para analisar a importância das variáveis: concentração de cápsulas, diluição do petróleo, agitação, temperatura, duração do processo e substrato utilizado (petróleo bruto ou fração alifática pura) e, posteriormente, avaliar a degradação do petróleo com uso de células microbianas encapsuladas através de um delineamento fatorial completo.Os resultados de TGA e DSC mostraram que as cápsulas têm estabilidade térmica até 42 °C e que o crescimento dos micro-organismos aumenta a estabilidade e a resistência térmica do consórcio de bactérias. O MEV-FEG permitiu visualizar a presença de poros na membrana capsular e o número de células bacterianas viáveis foram maiores em cápsulas contendo 1% (p/v) de alginato de sódio. O índice de emulsificação apresentou um grande aumento (80%) a partir do quinto dia, assim como a tensão superficial teve um grande decréscimo (48%) no mesmo período, indicando uma maior produção de biossurfactante. As análises de degradação mostraram que todas as variáveis têm impacto no processo biológico, no entanto, as mais importantes são: concentração de substrato, tempo, agitação e temperatura. Portanto, o planejamento fatorial completo indicou que houve um aumento na concentração de C12 na maioria das amostras, mostrando que os hidrocarbonetos de cadeia mais alta estão sendo degradados primeiramente. Quanto às análises capsulares, as mesmas mostraram excelente estabilidade térmica e porosidade, aumento do crescimento microbiológico a baixas concentrações de alginato de sódio, diminuição da tensão superficial e aumento da emulsificação na presença de petróleo.
Oil spills cause severe environmental and economic impacts, so the bioremediation technique has been widely studied in order to use microorganisms for the degradation of petroleum. Due to its complex composition, petroleum makes the action of the microorganisms difficult in relation to the metabolization of its components and, therefore, the use of the encapsulation with plant biomass insertion provides protection and initial metabolic input for the production of biosurfactants, which increase the surface area of contact between the metabolites and the microorganisms, resulting in increased degradation of the compounds and greater efficiency in the bioremediation process. Therefore, the objectives of the present work are to analyze the capsules produced with the use of sodium alginate, plant biomass and microorganisms through techniques such as: TGA, DSC, MEV-FEG and viable bacterium cell counting, set up a fractional factorial experimental design to analyze the importance of the variables: capsule concentration, oil dilution, agitation, temperature, process duration and substrate used (crude oil or pure aliphatic fraction), and then evaluate the degradation of the oil using encapsulated microbial cells through a factorial design.The results of TGA and DSC showed that the capsules have thermal stability up to 42 °C and that growth of the microorganisms increases stability and thermal resistance of bacterium consortium. MEV-FEG showed the presence of pores in the capsular membrane and number of viable bacterium cell counts was increases in capsules containing 1% (w / v) sodium alginate. The emulsification index showed a large increase (80%) from the fifth day, just as the surface tension had a great decrease (48%) in the same period, indicating a higher biosurfactant production. The degradation analysis showed that all variables have an impact on the biological process, however, the most important are: substrate concentration, time, agitation and temperature. Therefore, the full factorial design indicated that there was an increase in C12 concentration in most samples, showing that the higher chain hydrocarbons are being degraded in the first place. As for the capsular analyzes, they showed excellent thermal stability and porosity, increased microbiological growth at low sodium alginate concentrations, decreased surface tension and increased emulsification in the presence of petroleum. |
