Contaminated areas by BTEX in Cubatão: isolation of microorganisms with bioremediation potential and study of environmental and social impacts caused by these compounds

A poluição do solo por uso de derivados de petróleo como o grupo de hidrocarbonetos denominado de BTEX (benzeno, tolueno, etil-benzeno e xilenos), apresenta grande risco às comunidades residentes próximas a esses locais. Esses compostos são tóxicos, comprovadamente cancerígenos e podem levar uma pessoa a morte, mesmo em concentrações extremamente baixas. O cidadão, muitas vezes não tem noção do que sejam estes contaminantes e o grande perigo que representam. Milhares de residências têm sido construídas sobre resíduos perigosos que continuam ativos, emitindo gases e/ou contaminando o lençol freático. Em particular, na região de Cubatão, o problema se agrava com o uso indevido de águas de rios e riachos, que por um processo de percolação, acabam sendo contaminados pelos poluentes presentes no solo, podendo ocorrer de o ponto de coleta de água ser próximo a um sítio contaminado. Este estudo relata o isolamento e caracterização de 4 cepas de bactérias isoladas de um solo contaminado com BTEX em Cubatão-SP, através da técnica de enriquecimento seletivo de culturas. A idéia é que estas cepas possam ser utilizadas em futuros processos de biorremediação (tratamento) destes solos. Além disso, o trabalho conta com o auxílio de programas sócio-ambientais existentes no Centro de Capacitação e Pesquisa em Meio Ambiente (CEPEMA-POLI-USP) os quais tem como um dos objetivos conscientizar a população carente cubatense, que faz uso indevido da água contaminada, aos perigos da exposição ao BTEX.Contaminated soils by hydrocarbons known as BTEX (benzene, toluene, ethylbenzene and xylene), represent a risk to communities who live close to these places. These compounds are toxic, carcinogenic and can cause death to people, even in extremely small concentrations. Citizens often have no idea who and how hazardous are these contaminants. Millions of homes have been built on dangerous actives wastes, emitting gases and contaminating the groundwater. In particular, the problem is worst in Cubatão due inappropriate use of water from rivers and streams, which by a percolation process, contaminate soil. Most of times the water collected points are near from the contaminated site. This study reports the successful isolation and characterization of 4 bacteria strains isolated from an industrial soil in Cubatão-Brazil, using a culture enrichment technique. The idea is use these microorganisms in future soils bioremediation processes (treatment). This work have as partners, social and environmental programs from the Center for Training and Environmental Research (CEPEMA-POLI-USP), which has as goal educate poor people against dangers of BTEX

Study of microbial activity in bioremediation of toxic metals in Amazon Region

Nas últimas décadas o crescimento industrial decorrente do desenvolvimento tecnológico e outras atividades consideradas indispensáveis à vida humana, estão gerando graves problemas ambientais, que está despertando uma preocupação a nível mundial. Dentre os vários contaminantes os metais tóxicos têm recebido atenção especial, pela sua persistência ao ingressar nos ecossistemas acumulando-se por toda a cadeia alimentar, uma vez que são extremamente tóxicos, mesmo em quantidades muito baixas. No Brasil, a legislação ambiental vigente já estabelece normas bastante rigorosas no que diz respeito ao descarte de águas contaminadas por metais tóxicos. Para que o tratamento deste tipo de efluentes seja feito adequadamente, e para que possam ser impostos limites máximos cada vez mais compatíveis com a sustentabilidade da vida moderna, torna-se relevante a preocupação com novas tecnologias mais eficientes e econômicas que permitam a remoção de metais tóxicos do ambiente contaminado. Hoje o tratamento do ambiente contaminado é realizado empregandose tecnologias convencionais baseadas em princípios físico-químicos, as quais estão sendo consideradas ineficientes e economicamente inviáveis. Alternativamente, uma nova tecnologia, a biorremediação, vem ganhando cada vez mais importância, devido às vantagens que oferece: simplicidade, eficiência e baixo custo. Para isto é necessário ser avaliada a utilização de microorganismos resistentes e eficazes na remoção do metal, pois, nesta fase são necessários que sejam selecionados organismos com características favoráveis ao processo. Dentro deste contexto, a proposta desse projeto foi isolar e caracterizar micro-organismos de uma área de mineração, avaliando os mecanismos e estratégias para o seu uso na remediação de áreas contaminadas a fim de otimizar a sua capacidade de adsorver íons de metais tóxicos, com vistas à utilização destas bactérias para a biossorção de efluentes de mineração. Foram isoladas e identificadas 105 cepas resistentes a cobre, destas 12 cepas foram capazes de crescer à 7.5 mM de cobre. Experimentos de adsorção com metais tóxicos (Cu, Cd e Ni) mostraram que tais cepas são promissoras na ampliação de tecnologias para uma mineração menos impactante, como a exploração de fontes de metais em baixa concentração, transformando o resíduo em fonte de extração economicamente viável e ambientalmente favorável.Recently, technological development has been resulted in an industrial growth and has been creating serious environmental problems as concern worldwide. Toxic metals have received special attention among many others contaminants, because their persistence in ecosystems and their capability of accumulation throughout the food chain (even in low amounts). Environmental legislation in Brazil has very strict standards regarding discharge of toxic metals contaminated water. For a successful treatment of such effluents, it is relevant to concern about new technologies more efficient and economics to allow the removal of metals heavy from contaminated environment. Today the treatment of contaminated area is carried out conventional technologies based on physicochemical principles, which are inefficient and uneconomical. Alternatively, a new technology, called bioremediation, is being more important due to the advantages it offers: simplicity, efficiency and low cost. Bioremediation may be a viable alternative for areas contaminated by toxic metals. It\'s needed to evaluate the use of resistant and effective microorganisms in removing the metal, because it\'s required to be selected organisms with favorable characteristics for the process. In this context, the aim of this project is isolating and characterizing microorganisms from a mining area, evaluating the mechanisms and strategies for using in the remediation of contaminated areas, in order to optimize its adsorb heavy metal ions ability and use these bacteria for bioremediation of mining effluents. This work isolated and identified 105 strains resistant to copper, 12 of them were able to grow up to 7.5 mM copper, adsorption experiments with toxic metals (Cu, Cd and Ni) showed that these strains are promising in expanding technologies for sustainable mining, such as the exploitation of low concentration metal sources, turning waste into economically viable mining and environmentally friendly

Production and Characterization of Porous Polymeric Membranes of PLA/PCL Blends with the Addition of Hydroxyapatite

Polymer membranes have been widely used in guided tissue regeneration (GTR) and guided bone regeneration (GBR). The literature recognizes that poly (lactic acid) (PLA)/poly (ε-caprolactone) (PCL) blends have better physicochemical properties and that a porous polymer surface facilitates cell adhesion and proliferation. In addition, hydroxyapatite (HAp) incorporated into the polymer matrix promotes osteoinduction properties and osteoconduction to the polymer-ceramic biocomposite. Therefore, polymer membranes of PLA/PCL blend with the addition of HAp could be an alternative to be used in GBR. HAp was obtained by precipitation using the mixture of solutions of tetrahydrate calcium nitrate and monobasic ammonium phosphate salts. The porous membranes of the PLA/PCL (80/20) blend with the addition of HAp were obtained by solvent casting with a controlled humidity method, with the dispersion of HAp in chloroform and subsequent solubilization with the components of the blend. The solution was poured into molds for solvent evaporation under a controlled humidity atmosphere. The membranes showed the formation of pores on their surface, together with dispersed HAp particles. The results showed an increase in the surface porosity and improved bioactivity properties with the addition of HAp. Moreover, in biological studies with cell culture, it was possible to observe that the membranes with HAp have no cytotoxic effect on MC3T3 cells. These results indicate a promising use of the new biomaterial for GBR

Biosilicate and marine spongin in the process of healing of tibial bone defects in rats

The objective of the current study is to evaluate the orthotopic in vivo response to Biosilicate/Spongin composites in rats. For the experiments, 24 Wistar rats were distributed into 3 groups (control group: CG, Biosilicate: BS and Biosilicate/Spongin: BS/SPG). A noncritical tibial bone defect was  created using motorized drill. After 15 days post-surgery, animals were euthanized and tibias were retrieved for the histopathological, histomorphometric, immunohistochemistry and biomechanical analysis. The histological analysis demonstrated that BS stimulated newly formed bone ingrowth into the defect area and animals treated with BS/SPG showed an intense amount of granulation tissue filling the defect. Histomorphometry results showed, for BS/SPG, lower values of %BV/TV and N.Ob/T.Ar. The immunohistochemistry analysis demonstrated no difference between the groups for both Runx-2 and Rank-L immunostaining. Additionally, the biomechanical test demonstrated similar values for all the groups. This current study concluded that the BS is a promising material to be used as bone graft substitute. However, BS/SPG, in the proportion used, did not have a positive influence in the amount of newly formed bone in tibial bone defects.O objetivo do estudo foi avaliar a resposta ortotópica in vivo de compósitos de Biosilicato/Espongina em ratos. Para os experimentos, 24 ratos Wistar foram distribuídos em 3 grupos (grupo controle: CG, Biosilicato: BS e Biosilicato/Espongina: BS/SPG). Um defeito ósseo tibial não crítico foi criado usando broca motorizada. Após 15 dias de pós-operatório, os animais foram sacrificados e as tíbias recuperadas para análise histopatológica, histomorfométrica, imunoistoquímica e biomecânica. A análise histológica demonstrou que o BS estimulou o crescimento ósseo neoformado na área do defeito e os animais tratados com BS/SPG mostraram uma quantidade intensa de tecido de granulação preenchendo o defeito. Os resultados da histomorfometria mostraram, para BS/SPG, valores menores de %BV/TV e N.Ob/T.Ar. A análise de imunohistoquímica não demonstrou diferença entre os grupos para a imunomarcação Runx-2 e Rank-L. Além disso, o teste biomecânico demonstrou valores semelhantes para todos os grupos. O presente estudo concluiu que o BS é um material promissor para ser utilizado como substituto do enxerto ósseo. Porém, o BS/SPG, na proporção utilizada, não influenciou positivamente na quantidade de osso neoformado em defeitos ósseos tibiais