Bioremediation of PAH contaminated soils (polycyclic aromatic hydrocarbons - pyrene and phenanthrene)

Dissertação de mestrado em Gestão AmbientalO solo é um recurso vital para as mais variadas formas de vida que coabitam a Terra. Os objetivos 2030 da ONU incluem o solo como um dos recursos que mais atenção deve receber devido à sua importância. Um dos principais grupos de poluentes que contaminam o solo um pouco por todo o globo são os hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (PAH), classificados como carcinogénicos e/ou mutagénicos, resultam da queima incompleta de compostos orgânicos. Setores da economia como o tratamento de combustíveis fósseis ou sistemas de climatização são os que mais contribuem para a sua emissão. A sua emissão tem aumentado na última década, alguns países europeus (incluindo Portugal), aumentaram a sua emissão em resultado do aumento do número de centrais elétricas que utilizam biomassa. A bioestimulação e a bioaumentação estão entre as técnicas de biorremediação mais estudadas na tentativa de se encontrar uma solução eficaz e de baixo custo para a remediação de solos contaminados com PAH. Os principais objetivos deste trabalho passaram por comprovar a existência de microrganismos degradadores de pireno e fenantreno na amostra de solo estudada, avaliar a taxa de degradação de cada um destes poluentes, ao longo do tempo e para diferentes concentrações iniciais, em ensaios de bioestimulação e bioaumentação e determinar dos coeficientes de degradação, no sentido de os aplicar a modelos matemáticos de forma gerar modelos de previsão da diminuição das quantidades destes poluentes no solo. Para os ensaios realizados (Bioestimulação, Bioaumentação A e Bioaumentação B) foi possível comprovar a existência de microrganismos capazes de degradar os poluentes estudados. Definiram-se equações, uma para cada ensaio e cada um dos poluentes, que, partindo da concentração inicial devolvem a quantidade prevista ao final de 21 dias (nas condições estudas e em solos de matriz idêntica ao da amostra) e por fim foram determinados os coeficientes de degradação para cada um dos diferentes ensaios que quando aplicados ao modelo matemático, devolve a previsão de variação da concentração de cada poluente para as condições de cada dos ensaios, ao longo do tempo.Soil is a vital resource for the most varied forms of life that cohabit the Earth. The UN 2030 goals include soil as one of the resources that should receive the most attention due to its importance. One of the main groups of pollutants that contaminate the soil all over the globe are polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH), classified as carcinogenic and / or mutagenic, resulting from the incomplete burning of organic compounds. Economy sectors such as the treatment of fossil fuels or climatization systems are the ones that most contribute to its emission. Its emission has increased in the last decade, some European countries (including Portugal), increased their emission as a result of the increase in the number of power plants that use biomass. Biostimulation and bioaugmentation are among the most studied bioremediation techniques in an attempt to find an effective and low-cost solution for the remediation of PAH-contaminated soils. The main objectives of this work are proven by the exposure to pyrene and phenanthrene degrading microorganisms and studied soil samples, to evaluate the degradation rates of each one of these pollutants, over time and for different previous tests, in biostimulation and bioaugmentation tests and determine the degradation coefficients, in the sense of applying them to mathematical models in order to generate predictive models for decreasing the quantities of these pollutants in the soil. For the tests carried out (Biostimulation, Bioaugmentation A and Bioaugmentation B), it was possible to prove the presence of microorganisms capable to degrade the pollutants studied. Defined as equations, one for each test and for each one of the pollutants, which are part of the initial concentration returned and the amount estimated by the end of 21 days (under the conditions studied and in identical soil matrix to the sample) and finally the coefficients were used of degradation for each of the different tests that, when applied to the mathematical model, returns a forecast of variation in the concentration of each pollutant for the conditions of each test, over time