EDUCAÇÃO AMBIENTAL APLICADO A BIORREMEDIAÇÃO, ESTUDO DE CASE

 

Nilton Cesar Pasquini - nc.pasquini@ig.com.br

Fernando Moreira Vieira

 

RESUMO

Educação Ambiental (EA) deve estar presente desde o primário na vida dos alunos, formado um caráter ambientalista. Neste estudo, empregou-se a biorremediação para praticar a educação ambiental em alunos do curso técnico em química, utilizou-se fungos filamentosos Aspergillus terréus, Cladosporium cladosporioides, Fusarium sp, Penicillum purpurogenum e Paecilomyces niveus para biodegradar fluido de corte em  Latossolo Vermelho Férrico. Fez uso da metodologia educação a partir de solução de problemas, onde o professor foi apenas o facilitador.

 

Palavras-chave: fungos filamentosos, meio ambiente, despoluição

 

INTRODUÇÃO

            Os materiais do tipo fluido de corte constituem uma classe ampla de óleos (ou emulsões) lubrificantes, bastante utilizado pela indústria metal-mecânica em operações de corte de metais, principalmente com funções de resfriar e lubrificar o sistema peça-ferramenta (HAGLUD; ENGHAG, 1996).

Os óleos de corte tem como composto básico o óleo mineral, podendo ser usados no estado puro (sem aditivação) ou aditivado (presença de aditivos polares e/ou aditivos químicos ativos ou inativos). Atualmente estes óleos apresentam base parafínica, em sua maioria (SILA et al., 1999).  Webster (1995) advoga que os compostos aromáticos policíclicos, se não forem destruídos durante o processo de formação do óleo de corte através de forte hidrogenação, podem causar câncer ou dermatites. Estes óleos tem excelentes propriedades lubrificantes, bom controle anti-ferrugem, longa vida útil, porém apresentam menor poder refrigerante quando comparados com os fluidos de corte solúveis em água.

            O fluido possui as seguintes funções: refrigeração, lubrificação e proteção contra a corrosão.

Melo et al. (2010) advertem que o fluído deve prevenir que o metal entre em contato com umidade e oxigênio, através da formação de uma película protetora; pois metais ferrosos recém usinados tendem a oxidar rapidamente, uma vez que qualquer camada de proteção que possuam previamente é removida ou alterada durante o corte.

 

Biorremediação

            A biorremediação é um processo cujo potencial pode ser limitado tanto pelas características do contaminante, como também pela sua biodisponibilidade (RIZZO et al., 2008). Conforme Domingues (2007) a biorremediação apresenta três aspectos principais: a existência de microrganismos com capacidade catabólica para degredar o contaminante; a disponibilidade do contaminante ao ataque microbiano ou enzimático e condições ambientais adequada para o crescimento e atividade do agente biorremediador.

 

Fungos filamentosos no solo

            O solo pode ser entendido como o resultado da combinação de matéria orgânica e mineral inconsolidados que fornece habitats para muitos organismos (ADL, 2003). Os microrganismos adaptam-se a esses habitats e formam consórcios, interagindo entre si e com outras partes da biota do solo” (TORSVIK, OVERAS; 2002), sendo que a complexidade desse habitat é definida pelas diversas e numerosas interações entre os componentes físicos, químicos que são modulados pelas condições ambientais do solo (BUSCOT, 2005).

            A população microbiana do solo é essencial para a manutenção dos ecossistemas terrestres, pois é responsável por seu envolvimento na dinâmica da matéria orgânica e ciclagem dos nutrientes (BADIANE et al., 2001). Os microrganismos do solo possuem um papel na produtividade e qualidade do solo, a função dos fungos do solo é complexa e fundamental (MOREIRA, SIQUEIRA, 2006). 

            Para Moreira e Siqueira (2002) os processos de agregação do solo, decomposição de resíduos orgânicos, mineralização de nutrientes, estabelecimento de relações simbióticas e o controle de pragas e doenças são realizados com a participação efetiva dos fungos, também atuam na decomposição da matéria orgânica como na clivagem os nutrientes.

 

Aspergillus sp

Segundo Abarca (2000), Klich (2002) e Xavier et al. (2008) o microrganismos do gênero Aspergillus estão distribuídos mundialmente e são considerados os fungos filamentosos anemófilos de maior importância quanto à contaminação do ar de recintos fechados. Este gênero na forma anamorfa pertence à divisão Eucomycota, subdivisão Deutoromicotina, classe Hyphomycetes, ordem Moniliales, família Moniliaceae e apresenta mais de cem espécies, as quais são identificadas conforme características morfológicas, sendo atualmente divididas em seis subgêneros, Aspergillus, Fumigati, Ornati, Clavati, Nidulantes e Circundati, com uma ou mais seções.

 

Cladosporium sp

Oliveira (2010) relata que os cladosporium sp apresentas forma anamórfica, pertencente ao Reino Fungi. Possui 734 espécie registradas válidas na literatura, apresentando 73 variedades, no Brasil são conhecidas 26 gêneros. Possui 915 hospedeiras ocorrendo em vários países, como: Acacia decurrenc (Malásia), Bauhinia variegate (Índia), Tabebuia sp. (Brasil), Citrus aurantifolia (México), Phoenix dactylifera (Califórnia).

 

Fusarium sp

            Para Nelson et al. (1983) as características usadas para a identificação de espécies de Fusarium avaliadas em condições controladas referem-se às estruturas reprodutivas tais como tipo de esporo assexuada e hifa reprodutiva, além da formação de clamidósporo num lapso de 10-14 dias de crescimento da cultura. Outras características do gênero Fusarium, tais como o tipo de esporodóquio e tipo de macroconídio são avaliadas quando se faz caracterização de um espécime, mas não têm um valor taxonômico para espécie dentro do complexo G. fujikuroi (AGRIOS, 2005).

A forma anamórfica de Fusarium sp. pertence ao Reino Fungi, Divisão Deuteromycotina, classe dos Hyphomycetes, ordem Moniliales, família Tuberculariaceae. O gênero é representado por 1414 espécies e 348 variedades”(Index Fungorum, 2010).

 

Penicillum

Segundo Pitt e Hocking (2009) o gênero Penicillum foi classificado como pertencente ao Filo Ascomycota, classe Eurotomycetes a ordem Eurotiales e pertencentes à família Trichocomanaceae, com sua face teleomórfica pertencente aos gêneros Eupenicillium ou Talalomyces. Este gênero é considerado importante no que se refere à contaminação alimentar, são amplamente distribuídos no mundo todo, estão presentes em solos, no ar, vegetação em deterioração. 

Com base nas características culturais e morfológicas, principalmente os arranjos dos conidióforos e conídios, Penicillum foi dividido em quatro subgênero Aspergilloides, Penicillum, Biverticillum e Furcatum (PITT, HOCKING, 1997)

 

Paecilomyces

Conforme Costa (2011) Paecilomyces é um gênero de fungos nematófagos que matam nematóides por partogênese, por esta razão, estes fungos podem ser usados como bionematicidas por aplicação no solo. “Paeciloyces variott é o estado assexual de Byssochlamys spectabilis, um membro do Filo Ascomycota (família Trichocomaceae)” (HOUBRAKEN et al., 2010). É considerado um agente oportunista causado de micoses em pacientes imunocomprometidos (HOUBRAKEN et al., 2008).

 

Latossolo

Latossolo Vermelho Férrico

Estes solos eram anteriormente classificados como Latossolos Roxos.

Latossolos Vermelhos são latossolos cuja cor é igual ou mais vermelha que 2,5YR na notação de Munsell. Nos Latossolos Vermelhos férricos (LVf), o teor de óxidos de ferro extraídos pelo ataque sulfuríco é maior que 18%. Além da cor vermelha muito escura quase roxa, outra característica marcante destes solos é a susceptibilidade magnética. Partículas desses solos são facilmente atraídas por um imã. Isso acontece devido à presença de magnetita e maghemita, óxidos de ferro com propriedades magnéticas. Tal como a maioria dos latossolos, estes são solos profundos, homogêneos, muito permeáveis e altamente intemperizados. Os LVf tendem a ser argilosos ou muito argilosos. Raramente encontram-se LVf com menos de 35% de argila. A forte coloração faz com que seja muito difícil separar os horizontes somente com base na cor. O material de origem destes solos são geralmente rochas máficas, tais como basalto (UFLA, 2015).

Neste estudo fez uso da técnica de solução de problemas, na qual apresentou o problema que foi solo contaminado naturalmente com fluido de corte.

 

Educação a partir de solução de problemas

A Resolução de Problemas é um método eficaz para desenvolver o raciocínio e para motivar os alunos para o estudo da Matemática. O processo ensino e aprendizagem pode ser desenvolvido através de desafios, problemas interessantes que possam ser explorados e não apenas resolvidos (LUPINACCI; BOTIN, 2004).

Na aprendizagem da biorremediação, “os problemas são fundamentais, pois permitem ao aluno colocar-se diante de questionamentos e pensar por si próprio, possibilitando o exercício do raciocínio lógico e não apenas o uso padronizado de regras (SOUSA, 2015).

No entanto, a abordagem de conceitos, idéias e métodos sob a perspectiva de resolução de problemas ainda é bastante desconhecida da grande maioria e, quando é incorporada à prática escolar, aparece como um item isolado, desenvolvido paralelamente como aplicação da aprendizagem, a partir de listagem de problemas cuja resolução depende basicamente da escolha de técnicas ou formas de resolução memorizadas pelos alunos (PCN, 1998).

 

MATERIAIS E MÉTODOS

         O estudo ocorreu na cidade de Americana – SP, no curso técnico de química, a classe era composta por 19 alunos, sendo 10 do sexo masculino e 9 do sexo feminino.

            Em sala de aula o professor abordou toda a teoria necessária de biorremedição, apresentou 5 trabalhos científicos envolvendo fungos individuais, mix de fungos, bactérias e fungos associado a fibra de coco. 

            Como regra, a parte teórica, prática e discussão dos resultados poderia ocorrer com a união da classe, que deveria originar 5 relatórios com introdução e discussão diferentes.

            Deixou a cargo dos alunos qual metodologia usar, e a escolhida foi baseado no estudo de Macedo et al. (2002), que utilizou fungos filamentosos.

O solo utilizado foi do município de Americana - SP, caracterizado como latossolo vermelho férrico, contaminado com o fluido de corte em fevereiro de 2015 por uma empresa de serralheria. As amostras foram coletadas em 16 de abril de 2015.

Foram utilizados 5 linhagens de fungos filamentosos, a tabela 1 mostra as linhagens e meios utilizados na geração de biomassa para obter o inóculo. Todas as análises foram realizadas em triplicata.

 

Tabela 1: Linhagens utilizadas e seu meio de cultura.

Fonte: Elaborado pelo autor

As linhagens foram cultivadas em tubos inclinados a 27ºC por 60 dias. Os conídeos de cada linhagem foram suspendidos em água destilada estéril, contados em câmara de Neubauer e, a seguir, inoculados na concentração de 10⁶ conídeos/g de solo (MACEDO et al., 2002).

 

CO₂ gerado

            Procedeu conforme Macedo et al. (2002) com algumas adaptações, onde o acompanhamento do processo de biodegradação foi realizado por cromatografia gasosa mediante a dosagem de CO₂, gerado pelos fungos como produto do metabolismo celular. O gás, confinado em kitasato de 250 mL, vedado com rolha de borracha transpassada por um sensor que mede pH e temperatura da amostra, e uma mangueira de látex na saída lateral, comprimida com pinça de Hofman, foi recolhido em volume de 500mL através da sucção da atmosfera interna dos frascos (headspace), contendo as amostras de solo, o CO₂ foi medido por 55 dias. As condições do cromatógrafo foram: vazão de gás de arraste 17.89 mL/min., vazão de gás de referência 17.89 mL/min., temperatura do detector 220ºC, temperatura do forno auxiliar 74ºC, temperatura do injetor 110ºC e coluna de aço (3m/3mm) recheada com Chrimosorb 102.

            Assim utilizando o valor acumulado de CO₂, calculado no final dos experimentos e na estimativa de incorporação do contaminante à biomassa (50%), calculou-se a eficiência de biodegradação da seguinte forma: massa de carbono biodegradada totalmente = 2 x massa de carbono oriundo de CO₂ gerado, em seguida, eficiência de biodegradação = massa de carbono biodegradada totalmente / massa de carbono orgânico total do solo x 100.

            A degradação do solo contaminado foi realizada em kitassatos de 250mL, contendo em cada um 50g de amostra, com teor de umidade corrigido para 50% da capacidade de campo. O experimento foi realizado a temperatura ambiente de 27ºC ± 4ºC, por 35 dias sem correção de pH (5,5 original), temperatura (22ºC original)e sem ajuste das condições nutricionais originalmente presentes no solo.

Para analisar a matéria orgânica, fez uso do método de ignição utilizando mufla à 100ºC por uma hora.

 

RESULTADOS E DISCUÇÕES

            Os fungos foram doados pela ESALQ de Piracicaba, e as análises cromatográficas também forma realizadas na mesma instituição.

            Para os 19 alunos, foi a primeira vez que estiveram em uma universidade, dentro de um laboratório equipado e puderam aprender como se opera e funciona um cromatógrafo.

            O meio de cultura foi manipulado pelos alunos, puderam observar o crescimento em placa petri, observar os fungos via microscópico.

Todos os resultados obtidos foram analisado pela classe em forma de diálogo, uma vez por semana ocorria reunião, onde todos  expunham as observações, sempre havia uma pessoa que anotava as opiniões, ocorria algo semelhante a brainstorming. O professor era apenas o facilitador.

            Dois alunos relacionaram apenas com a parte teórica, e 4 alunos apenas com a parte prática; alegaram ter mais afinidade com a escolha e não demostraram abertos a nova experiência. O professor não insistiu.

            Observaram que o Aspergillus terreus foi mais eficiente na biodegradação, seguido de Paecilomyces niveus, Fusarium sp, Cladosporium cladosporioides e Penicillum purpurogenum. Fizeram a relação do fungo de melhor biodegradação com a produção de CO₂, pH e temperatura.

 

Figura 1. Eficiência de biodegradação dos fungos filamentosos.

Figura 2. CO₂ produzido pelos fungos.

Figura 3. pH das amostras no decorrer da experiência.

Figura 4. Temperatura das amostras com os fungos

A EA não visa somente a transmissão de conhecimentos sobre o ambiente e sua utilização racional, mas também a participação dos cidadãos nas discussões e decisões sobre a questão ambiental (REIGOTA, 1994).

            Abaixo alguns depoimentos de alunos:

Foi uma grande oportunidade de realizar esta experiência prática, pude aprender mais, muito mais do que se tivesse ficado apenas em sala de aula (Carmem).

Compreender a biorremediação na prática se faz necessário em nosso curso, pois atualmente o meio ambiente é um dos temas mais discutidos. Deveríamos ter mais aula de educação ambiental em outras disciplinas (Fabiana).

Foi uma experiência gratificante poder manusear os fungos, observar como podemos usa-los para despoluir (Marcos).

Este tipo de aula deveria existir no ensino fundamental, em diversas disciplinas, com certeza muitos alunos teriam vontade de ir para a escola. Mas os professores não se interessam, pois dá muito mais trabalho (Pedro).

Estava querendo desisti do curso, agora fiquei animada em continuar, vamos falar com a diretora para termos mais aulas desse tipo, me surpreendi com a dinâmica (Marcia).

CONCLUSÃO

            Todos os alunos gostaram da experiência prática. Experiência esta que repercutiu na outras disciplinas. Notou-se que o absenteísmo diminui, os alunos tornaram-se mais participativos.

REFRRÊNCIAS

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