RESUMO O aumento mundial da utilização do etanol como combustível puro ou misturado com a gasolina tem causado preocupações quanto aos possíveis impactos que possam ser causados em casos de derramamentos. Um dos pontos críticos debatidos está associado à infiltração e distribuição do etanol na subsuperfície. Um experimento de campo com a liberação de 200 L de uma mistura contendo 85% (v/v) de etanol e 15% (v/v) de gasolina (E85) na zona não saturada a 1,60 m do nível freático foi realizado em Florianópolis com o objetivo de investigar a transferência de etanol para a zona saturada em região com elevados índices pluviométricos e significativa variação do nível d’ água. Amostras de etanol, brometo (usado como traçador), acetado e metano foram coletadas em profundidades de 2 a 6 m durante 3 anos. A ocorrência de chuvas intensas e as frequentes variações do nível d’ água influenciaram diretamente na migração do etanol e brometo da zona vadosa para a zona saturada, acelerando o processo de dissolução destes compostos e ocasionando significativa transferência de massa dissolvida de etanol e brometo para a água subterrânea. Durante 3 anos de monitoramento, a presença de etanol e de seus subprodutos metabólicos (acetato e metano) até 18 m da fonte, e nas profundidades avaliadas, demonstrou a migração vertical e horizontal do álcool, respectivamente. Estes resultados indicam que em locais com elevados índices pluviométricos e variações significativas do nível d’ água, o etanol pode ser drenado para a água subterrânea e atingir regiões afastadas da fonte, por meio do transporte advectivo e dispersivo. Desta forma, em casos de derramamentos subsuperficiais, a possível presença de etanol na pluma de contaminação com os compostos monoaromáticos da gasolina pode ocasionar impactos ambientais na água subterrânea diferentes daqueles observados em regiões de menores índices pluviométricos.

ABSTRACT The increased use of ethanol as pure fuel or blended with gasoline has been causing concerns regarding possible impacts in case of spills. One of the most discussed points is associated with the infiltration of ethanol and its subsurface distribution. A field experiment with the controlled release of 200 L of a mixture containing 85% (v/v) ethanol and 15% (v/v) gasoline (E85) in the unsaturated zone, 1.60 m above water table, was performed in Florianopolis in order to investigate ethanol transfer to the saturated zone, in a region with high rainfall and water table fluctuations. Ethanol, bromide (used as a tracer), acetate and methane samples were collected at depths from 2 to 6 m during a period of 3 years. The elevated rainfall and the frequent fluctuations of the water table level directly affected the migration of ethanol and bromide from the vadose zone to the groundwater. During 3 years, the presence of ethanol and its metabolite byproducts until 18 m away from the source, and at the depths evaluated showed that it migrated vertically and horizontally, respectively. These results indicate that in regions with elevated rainfalls and significant fluctuation in water table level, ethanol can be drained to the groundwater, and reach zones far from the source through advective and dispersive transport. Thus, in subsurface spills, the possible presence of ethanol in the plume with aromatic compounds of gasoline, can have a different environmental impact on groundwater from that observed in regions with lower rainfall.

A influência do biodiesel de soja na biodegradação dos hidrocarbonetos monoaromáticos benzeno e tolueno foi estudada sob condições anaeróbias em dois microcosmos montados com água subterrânea sintética, inóculo metanogênico, benzeno, tolueno e biodiesel. Na presença de biodiesel não foi observada biodegradação do benzeno e do tolueno. Com a biodegradação do biodiesel ocorreu a formação de acetato e metano, uso do sulfato e um aumento de 45 vezes no número de bactérias sulfato-redutoras. Esses resultados mostraram que, na mistura com benzeno e tolueno, o biodiesel foi biodegradado tanto sob condições de sulfato-redução quanto metanogênicas e que sua presença estimulou o crescimento da biomassa.

The effects of biodiesel on the biodegradation of benzene and toluene under anaerobic conditions were assessed using two microcosms constructed using synthetic groundwater, methanogenic inoculum and amended with benzene, toluene and biodiesel. In the presence of biodiesel, benzene and toluene degradation was substantially inhibited. Biodiesel degradation was followed by a production of acetate and methane, consumption of sulfate and a 45-fold increase in sulfate-reducing concentration. These results demonstrated that, in the presence of benzene and toluene, biodiesel was biodegraded under sulfate-reduction and methanogenic conditions and also stimulated biomass growth.

Os processos de remediação de acidentes ambientais causados por hidrocarbonetos de petróleo geralmente envolvem soluções de alto custo. Uma solução alternativa, de baixo custo e com relevância prática e ecológica é a associação de plantas e microrganismos, os quais contribuem para a degradação e remoção de hidrocarbonetos no solo. O crescimento de três espécies de gramíneas (Brachiaria brizantha, Brachiaria decumbens e Paspalum notatum) e a sobrevivência de comunidades bacterianas associadas à zona de raízes foram avaliados sob diferentes concentrações de óleo diesel. Sementes das três espécies de gramíneas foram germinadas em casa de vegetação e em diferentes doses de diesel: 0; 2,5; 5; e 10 g kg-1 solo. As plantas foram cultivadas por 10 semanas, com avaliação periódica de germinação, crescimento (peso do material fresco e seco), altura e número de bactérias no solo (vasos com plantas ou sem plantas). Houve diminuição significativa do crescimento e da biomassa de B. decumbens e P. notatum quando cultivadas em solos contaminados por óleo diesel. A presença do óleo não comprometeu o crescimento de B. brizantha, a qual apresentou elevada tolerância ao poluente. O crescimento de bactérias foi significativo (p < 0,05), sendo o aumento diretamente proporcional às doses de diesel. A presença das gramíneas em solos com diesel propiciou o crescimento de bactérias no solo em até cinco vezes, evidenciando as interações positivas entre a rizosfera e as bactérias degradadoras de hidrocarbonetos na remediação de solos contaminados com diesel.

The techniques available for the remediation of environmental accidents involving petroleum hydrocarbons are generally high-cost solutions. A cheaper, practical and ecologically relevant alternative is the association of plants with microorganisms that contribute to the degradation and removal of hydrocarbons from the soil. The growth of three tropical grass species (Brachiaria brizantha, Brachiaria decumbens and Paspalum notatum) and the survival of root-associated bacterial communities was evaluated at different diesel oil concentrations. Seeds of three grass species were germinated in greenhouse and at different doses of diesel (0, 2.5, 5 and 10 g kg-1 soil). Plants were grown for 10 weeks with periodic assessment of germination, growth (fresh and dry weight), height, and number of bacteria in the soil (pots with or without plants). Growth and biomass of B. decumbens and P. notatum declined significantly when planted in diesel-oil contaminated soils. The presence of diesel fuel did not affect the growth of B. brizantha, which was highly tolerant to this pollutant. Bacterial growth was significant (p < 0.05) and the increase was directly proportional to the diesel dose. Bacteria growth in diesel-contaminated soils was stimulated up to 5-fold by the presence of grasses, demonstrating the positive interactions between rhizosphere and hydrocarbon-degrading bacteria in the remediation of diesel-contaminated soils.

Nesse trabalho, 14 dos hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPA) incluídos pelo Environmental Protection Agency (EPA) na lista de poluentes prioritários foram analisados através de cromatografia gasosa com espectrometria de massas acoplada (GC-MS). A amostragem das águas superficiais foi realizada no estuário do rio Paraguaçu e do rio Jaguaripe (Bahia), nordeste do Brasil. Concentrações totais de HPAs variaram de 0,0029 a 0,1079 ng/L em águas superficiais (rios principais, afluentes), com valor médio de 0,0344 ng/L. Tais concentrações podem ser tomadas como valores-base para a região estudada. Os perfis de HPAs foram dominados por HPAs de baixo peso molecular (dois ou três anéis de componentes) em amostras de água superficial. Isto é indicativo de sua origem a partir de óleo ou contaminação residual (entrada petrogênica). Os dados recolhidos mostram que entrada petrogênica foi predominante em quase todas as estações investigadas. Para discriminar diferenças e semelhanças entre as amostras, a análise de componente principal (ACP) foi realizada utilizando uma matriz de correlação. A ACP revelou as relações entre todas as águas superficiais das estações investigadas.

Fourteen polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) included in the US Environmental Protection Agency's (EPA) priority pollutant list were analyzed using gas chromatography-mass spectrometry (GC--MS). Surface water sampling was undertaken in the Paraguaçu Estuary (Bahia), northern Brazil. Total PAH concentrations varied from 0.0029 to 0.1079 ng/L in the surface waters (main rivers, tributaries) with a mean value of 0.0344 ng/L. Such concentrations can be taken as background values for the studied region. The PAH profiles were dominated by low molecular weight PAHs (two- and three-ring components) in surface water samples. It indicated that PAHs in surface water may have its origin from oil or sewage contamination (petrogenic input). The collected data showed that petrogenic input was predominant at almost all the stations investigated. To discriminate pattern differences and similarities among the samples, a principal component analysis (PCA) was performed using a correlation matrix. PCA revealed the latent relationships among all the surface water from the investigated stations.

Neste estudo, avaliou-se, durante 32 meses e por meio de um experimento de campo, a utilização da biorremediação com injeção de nitrato na recuperação de águas subterrâneas impactadas por gasolina com 25% de etanol. Por meio da análise da massa e da distribuição espacial dos compostos dissolvidos, verificou-se que a bioestimulação influenciou positivamente na biodegradação do etanol e dos BTEX, evitou a formação de zonas altamente redutoras (90% dos valores foram superiores a +100 mV) e impediu o avanço das plumas de BTEX e etanol na área monitorada. Os resultados indicam que a bioestimulação com nitrato é uma alternativa altamente eficiente para se remediarem águas subterrâneas impactadas por gasolina contendo etanol.

In this study, nitrate bioremediation in groundwater impacted with gasoline containing 25% ethanol was evaluated during 32 months in a field experiment. By means of mass and spatial distribution analysis of the dissolved compounds, biostimulation was found to have a positive influence on ethanol and BTEX biodegradation, and prevented the formation of highly reducing zones (90% of values were higher than + 100 mV) and BTEX and ethanol plume migration in the monitoring area. Results indicate that nitrate biostimulation is a highly efficient alternative in remediating groundwater impacted by gasohol.

Nesse estudo, foram avaliados os resultados de um experimento de derramamento controlado de gasolina brasileira em água subterrânea durante 6,5 anos de monitoramento. A exaustão do etanol, aos 32 meses de monitoramento, e a significativa redução de mais de 90% da massa máxima dos compostos BTEX dissolvidos no meio, aos 79 meses, associadas ao uso dos receptores de elétrons e acúmulo de seus subprodutos metabólicos, demonstraram a eficácia da atenuação natural monitorada para contaminações de águas subterrâneas sem riscos imediatos a receptores críticos. Constatou-se ainda que a biodegradação do etanol permitiu a formação de uma biobarreira natural que, após a sua completa degradação, acelerou a taxa de biodegradação dos BTEX e impediu o avanço da pluma destes contaminantes.

In this study, results of 6.5 years of a controlled release experiment with Brazilian gasoline in groundwater were evaluated. Ethanol exhaustion after 32 months and the significant dissolved BTEX mass reduction of more than 90% after 79 months, associated with the electron acceptors use and their metabolic byproducts accumulation, demonstrated the efficiency of monitored natural attenuation for groundwater contamination without immediate risk to receptors. Moreover, ethanol degradation provided a natural biobarrier formation that increased BTEX biodegradation rate and prevented the BTEX plume expansion.