O documento discute a poluição ambiental e como a biotecnologia pode ajudar a resolver problemas ambientais. Apresenta exemplos de como a biotecnologia ambiental pode ser usada para biorremediação de solos e águas contaminadas e para tratamento de efluentes industriais e resíduos sólidos. Argumenta que as enzimas podem tornar processos ambientais mais limpos e eficientes.
5. Crescimento Demográfico
Urbanização e industrialização
Demanda por recursos naturais
Poluição do meio ambiente
vazamentos de
combustível
atividades de
mineração
defensivos
agrícolas
lançamento
de esgotos
5
6. 2. Poluição por esgotos doméstico e industrial
24/1/2014
Biotecnologia e Meio Ambiente
6
7. Poluição por compostos orgânicos sintéticos (COS)
24/1/2014
Biotecnologia e Meio Ambiente
7
8. Poluição por petróleo
O petróleo vaza e se espalha no mar ou no rio
A mancha recobre a superfície das águas e mata o fitoplâncton e o
zooplâncton
Sem a luz do sol as algas param de fazer fotossíntese
24/1/2014
Biotecnologia e Meio Ambiente
8
9. Poluição por petróleo
A quantidade de oxigênio diminui e outras espécies acabam
morrendo
Os peixes da superfície
morrem por intoxicação
e falta de oxigênio
Peixes que vivem no
fundo e se alimentam
de resíduos, morrem
envenenados
24/1/2014
Biotecnologia e Meio Ambiente
9
10. Poluição por petróleo
As aves marinhas ficam com
o corpo impregnado de óleo
Deixam de reter o ar entre as
penas e morrem afogadas ao
mergulhar
O óleo penetra no bulbo
causando intoxicação
Mesmo as aves tratadas
acabam morrendo
24/1/2014
Biotecnologia e Meio Ambiente
10
11. Poluição por petróleo
Com o ecossistema comprometido milhares de
pessoas ficam sem trabalho
Famílias de pescadores perdem
sua fonte de sustento
O comércio local acaba falindo
com o fim do turismo na região
24/1/2014
Biotecnologia e Meio Ambiente
11
14. BIOTECNOLOGIA
“É O USO DE CONHECIMENTOS SOBRE
PROCESSOS BIOLÓGICOS E SOBRE AS
PROPRIEDADES DOS SERES VIVOS, COM O FIM
DE RESOLVER PROBLEMAS E CRIAR PRODUTOS
DE UTILIDADE”
Convenção sobre Diversidade Biológica – CDB , ONU
24/1/2014
Biotecnologia e Meio Ambiente
14
16. Apesar de ter surgido como objeto de estudo nas últimas
décadas, a Biotecnologia é uma tecnologia milenar.
A partir dos anos de 1970, com as técnicas de DNA
recombinante, a Biotecnologia ganhou mais ênfase.
Biotecnologia Moderna
O Brasil possui a maior biodiversidade do mundo, e detém
cerca de 20% das espécies do planeta. Portanto, possui um
grande potencial biotecnológico.
24/1/2014
Biotecnologia e Meio Ambiente
16
17. Um pouco de história ...
Primeira Geração: Idade Nova (2000 a.C.)
Fatos: - cruzamento de espécies animais e plantas
- leveduras para fermentação de pão e álcool
Segunda Geração: Fim do século XIX
Teoria de Louis Pasteur
Fatos: - microrganismos causam doenças humanas
- ação dos microrganismos anaeróbios nas fermentações
láctea e alcoólica
Terceira Geração: Início de 1970. Biologia Molecular
Fatos: 1o – isolamento e manipulação de genes (DNA)
2o – fusão e multiplicação de células
24/1/2014
Biotecnologia e Meio Ambiente
17
18. A Era da Biotecnologia Moderna
Manipulação do material genético e reprogramação de
microrganismos
“fábricas” para produção de vários bens úteis
Agrícola
Química
Alimentos
Papel &
celulose
Farmacêutica
24/1/2014
Biotecnologia e Meio Ambiente
18
19. Inovação de produtos
Biotecnologia ajudou a produzir NOVOS
MATERIAIS com menos impacto para o ambiente
Bioplásticos
Plantas transgênicas
Evita o uso de fontes não
renováveis (combustíveis
fosseis)
Resistentes a insetos
Microrganismos
transgênicos com capacidade de
biorremediar inúmeros poluentes
24/1/2014
Biotecnologia e Meio Ambiente
19
21. Objetivo
Preservar o meio ambiente e seus
recursos, do impacto negativo da
atividade do homem
24/1/2014
Biotecnologia e Meio Ambiente
21
22. O que é?
• O desenvolvimento, uso e regulação dos
sistemas biológicos relacionados a:
– Remediação de ambientes (terra, ar e água)
contaminados;
– Processos ambientalmente corretos tais como
aqueles envolvidos
• nas tecnologias verdes ou limpas e,
de desenvolvimento sustentável
24/1/2014
Biotecnologia e Meio Ambiente
Prevenção da
poluição
22
23. Tecnologias
• Verdes (green tech) ou limpas (clean tech)
– BIORREMEDIAÇÃO (usando-se microrganismos ou
plantas, FITORREMEDIAÇÃO)
– Prevenção
– Detecção e monitoramento
24/1/2014
Biotecnologia e Meio Ambiente
23
24. Água e efluentes industriais
24/1/2014
Biotecnologia e Meio Ambiente
24
25. Água e efluentes
Biorreatores
Biorreatores onde poluentes +
microrganismos ficam em
suspensão
custos
Biomassa
produzida
pode servir
para ração
Microrganismos produzidos são
re-utilizados como insumos de
outras industrias
(Ex: biomassa do Penicillium na
produção do antibiotico)
24/1/2014
Biotecnologia e Meio Ambiente
25
27. Biorremediação
Uso de sistemas biológicos
(geralmente plantas ou
microrganismos) na redução
da poluição do ar, água ou
solo.
Biodegradação
24/1/2014
Biotecnologia e Meio Ambiente
27
28. Biorremediação e biodegradação
Vias metabólicas normalmente utilizadas para
crescimento e produção de energia são usadas para
degradação de poluentes.
COMETABOLISMO: sem beneficio direto para as
espécies degradadoras
Aplicações praticas
24/1/2014
Biotecnologia e Meio Ambiente
28
31. Biorremediação do Solo
Tipos e Estratégias
Passiva: degradação natural pelos MOs do solo
Bioestimulação: adição de nutrientes (N e P) para estimular os MOs
Bioventilação: bioestimulação pela adição de gases (O2 e CH4)
Bioaugmentação: inoculação de MOs especialmente selecionados
Landfarming: aplicação e incorporação de contaminantes à superfície de
solo não contaminado para promover a degradação.
Compostagem: uso de MOs termofílicos aeróbios em pilhas construídas
para degradar o contaminante.
24/1/2014
Biotecnologia e Meio Ambiente
31
42. Eficiência dos processos
Uso alternativo de enzimas tornou muitos processos
ambientalmente corretos mais limpos (clean tech)
ENZIMAS:
1) Não são toxicas
2) Biodegradáveis
3) Funcionam em condições moderadas de temperatura
4) Processos são energeticamente mais econômicos e
demandam menos recursos
24/1/2014
Biotecnologia e Meio Ambiente
42
46. Podemos viver num mundo sem poluição?
São conhecidas mais de 7 milhões de substâncias químicas
A cada ano cerca de 1.000 novos produtos são lançados no mercado;
São produzidos 300 milhões de toneladas anuais de COS;
150 mil deles em taxas superiores a 50 mil t/ano;
Cerca de 66 mil produtos químicos são comercializados hoje somente nos EUA;
Cerca de 45 mil substâncias são comercializadas internacionalmente,
Muitos são resistentes a biodegradação, estáveis e entram na cadeia alimentar
Muitos podem ser mutagênicos, cancerígenos ou teratogênicos
Só existem dados ecotoxicológicos para aproximadamente 1.500
substâncias;
A tecnologia convencional de tratamento de água não remove
totalmente os COS.
46
48. Conclusões
“Aos químicos compete a tarefa de descobrir
substâncias menos nocivas ao meio ambiente;
aos engenheiros químicos, o desenvolvimento de
processos que produzam bens de consumo com
um mínimo de rejeitos e um máximo de
reciclagem”
Construir uma sociedade “ecologicamente correta”
Eliminar hábitos de desperdícios de nossas reservas naturais
Triste mania de “retirar o lixo da nossa casa jogando-o no
quintal do vizinho”
48