Revisão de Literatura sobre o Quadrilátero Ferrífero em Minas Gerais

REVISÃO DE LITERATURA 21 Quadrilátero Ferrífero O estado de Minas Gerais apresenta uma região denominada Quadrilátero Ferrífero a qual engloba municípios que se enquadram entre os maiores produtores nacionais de minério de ferro São os municípios de Sabarà Santa Bárbara Mariana Congonhas Ouro Preto João Monlevade Rio Piracicaba Itaúna Itabira Brumadinho entre outros Figura 1 ALEX et al 2012 Figura 1 Mapa de Minas Gerais com a delimitação do Quadrilátero Ferrífero ALEX et al 2012 As riquezas do Quadrilátero não só englobam minério de ferro mas outros minérios como manganês ouro entre outros Esta região é de extrema importância para história brasileira por ter sido o maior polo de extração de ouro no ciclo do ouro Esta região também engloba uma série de companhias e empresas de grande porte como a Vale SA entre outras A Vale é grande responsável pela extração de minério nesta região contribuindo para o crescimento econômico e estrutural desta Região Esta apresentarem grande preocupação com a parte ambiental dos municípios alocados nesta região tendo dois parques denominados Centro de Biodiversidade CEBIOSabaràMG e Vale Estadual do Miguelão em Brumadinho MG Os centros de diversidade compartilham cinco ecossistemas de preservação e revitalizados Campo Rupestre Campo de Gramíneas Mata Floresta Cerrado e Mata Eucalipto MORAIS et al 2010 211 Sabarà Sabarà é um município do estado de Minas Gerais localizado na Região Metropolitana de Belo Horizonte Sabarà apresenta uma paisagem repleta de montanhas rochosas com solos com características calcárias e grande concentração de ferro está sendo de grande importância para o crescimento econômico e industrial por conta da extração deste minério VARAJAO 1991 O município de Sabarà está localizado na bacia do Rio das Velhas se estendendo pelo Rio Sabarà e apresenta um clima tropical com períodos de chuva em outubro e abril com temperatura em torno de 21ºC na mínima e 27ºC em períodos de verão e 16ºC no inverno REZENDE AUGUSTO SALGADO 2011 A região de Sabarà se apresenta revestida por uma floresta semidecidual típica de Mata Atlântica solo do tipo latossolo vermelho argiloso com vegetação características deste ecossistema além de campos rupestres com características quartzitoliticas com preenchimento por vegetações rasteiras Solo de cerrado com características bastante semelhantes ao Campos Rupestre e um campo de gramíneas povoado por capim gordura caracterizam este municípios DE MORAES 2006 212 Brumadinho Brumadinho é um município localizado em Minas Gerais sendo a mineração uma das atividades econômicas de maior destaque nestas regiões Esta região possui grande riqueza ambiental e paisagísticas com vegetação composta por Florestas Estacionais Semideciduais Campos Altimontanos e Campos Rupestres SILVA 1998 Apresenta um clima com duas estações definidas uma chuvosa e outra seca nordeste centrooeste e parte do Sudeste e acentuada variação térmica sul MAIA 2014 As florestas estacionais e semideciduais apresentam amplitude de 100 a 1800 metros distribuída de 300 a 1200 metros Esse ecossistema recobre os solos do espaço dos domínios dos Morros Florestados no sul e no sudeste com predomínio dos solos VermelhosAmarelados Podzólicos e Laterossolos Encontramse distribuída sobre embaçamento sudeste além da região centro sul do Paraná e Triangulo Mineiro MORAES et al 2010 Nas regiões montanhosas de Brumadinho se encontram os campos Rupestres campos com solos característicos pela formação de quartzo e arenito com cobertura de uma vegetação rústica que normalmente sobrevivem em solos de característica rochosa ou até mesmo desértica Ainda apresentam um ecossistema de cerrado com características próximas a canga quanto a composição do solo VARAJAO 1991 A região de Brumadinho abriga o cenário perfeito para a mineração além de lindas paisagens contando ainda com o Centro de Tecnologia de Ferrosos mantido pela Vale SA área onde antes era feito extrações de minério e hoje consiste em uma área de preservação que engloba grande parte desta diversidade de ecossistema Este Centro de Preservação engloba ecossistemas como Campo Rupestre Canga Mata Floresta Cerrado e Campo de Gramíneas ANTONIO ELIAS 2011 Os microorganismos catalisam reações metabólicas de extrema importância dos ciclos biogequímicos da biosfera produzindo componentes importantes para a manutenção da atmosfera além de representarem a maior diversidade genética e metabólica dentre as formas de vida existentes O solo é o habitat que contém a maior quantidade e diversidade de microorganismos um grama de solo contém mais de 10000 diferentes espécies TORSVIK et al 2002 Esta diversidade de microorganismos e suas atividades metabólicas têm sido muito exploradas pela biotecnologia como alternativa de melhoria do padrão de vida humana e na qualidade ambiental Nesta temática a busca por novos isolados e enriquecimentos microbianos com a finalidade de aplicação em abordagens enzimáticas para realização de diversos processos tem movimentado grandes esforços no meio acadêmico e industrial GADD 2010 A biodiversidade do solo tem despertado grande interesse para estudos devido à riqueza de microrganismos e a complexidade deste bioma na regulação e funcionamento de processos ecológicos Os microrganismos que habitam o solo são capazes de metabolizar moléculas orgânicas e assim liberar nutrientes inorgânicos utilizados pelas plantas devido a esta alta atividade microbiana para ciclagem de nutrientes Garland e Mills introduziram o uso comercial de microplacas Biolog como um sistema para avaliar a diversidade funcional destes microrganismos oriundos de amostras ambientais baseado na utilização de determinadas fontes de carbono C GARLAND MILLS 1991 WEBER et al 2007 The 16Sbased approach Extract DNA Microbial community sample Amplify and sequence 16S rRNA Group similar sequences into OTUs Use database to identify OTUs Community composition Which organisms are present Variant sequences and SNPs Compare sequences to reference genomes Community function What can the community do Abundance Relative abundance of OTUs in community OTU phylogeny Functions Relative abundance of gene pathways in community Figura 2 Métodos em Bioinformática para estudos metagenômicos de diversidade microbiana e funcional através de sequenciamento de nova geração MORGAN HUTTENHOWER 2012 24 Microorganismos na biorremediação de metais Os mecanismos de remoção acumulação e transformação de metais são processos de bastante importância para manutenção da vida terrestre por serem componentes fundamentais para os ciclos biogeoquímicos GAAD 2000 Processos alternativos para remoção de metais por microorganismos são dependentes da capacidade de efetuar eou mediar a mobilização de metais Os processos de mobilização de metais bem como remoção de metais podem ser obtidos por exemplo por protonação quelatação e transformação química enquanto imobilização pode ocorrer por precipitação ou cristalização de compostos orgânicos ou inorgânicos insolúveis ou por adsorção absorção e sequestro intracelular DAS VIMALA KARTHIKA 2008 Uma série de interações metal microorganismos foram estudadas bem como o meio para que os processos como remoção recuperação ou desintoxicação de metal inorgânico e orgânico ou poluentes radionuclídeos possam ocorrer LOVELY COATES 1997 FRANCIS 1998 STEPHEN MACNAUGHTON 1999 e ECCLES 1999 241 Processos de Imobilização de íons Metálicos Inúmeros processos são envolvidos na imobilização de metais estes processos visam a redução de íons metálicos livres no meio externo podendo promover a solubilização e deslocamento Figura 3 de maneira equilibrada para que não ocorra liberação de mais metal na solução TSEZOS 2001 Processos de remoção por biossorção pode ser definido como adsorção de íons metálicos nas formas orgânicas e inorgânicas solúveis ou insolúveis em processos físicoquímicos Em células na sua forma viva os processos de adsorção recebem influência direta dos metabolismos bem como outros fatores como pH nutrientes orgânicos inorgânicos e metabólitos Processo de remoção de metais podem ser locais ou seja pelo contato e envolvendo processos metabólicos Remoção de metais por biossorção podem ser locais ou até mesmo de modificação de íons metálicos uma vez que alguns microorganismos têm capacidade de remover por adsorção na superfície espécies catiônicas têm capacidade de acumular metais no interior das células vivas visto que apresentam mecanismos genotípicos e fenotípicos como por exemplo proteínas de membrana que fazem esse transporte por afinidade e especificidade Uma vez que esse metal se encontra no interior da célula ele pode se metabolizado e atuar como cofator enzimático para metabolismo celular GADD 1996 BRANCO 1997 WHITE et al 1997 GADD SAYER 2000 Os microorganismos apresentam características importantes como Peptidoglicano grupos carboxílico que são os locais principal para a ligação de íons na parede celular de bactérias Grampositivas e os grupos de fosfato que contribuem significativamente em espécies Gramnegativas BEVERIDGE DOYLE 1989 E MCLEAN ET Al 2002 rotativos reatores de leito fixo gotejamento filtros leito fluidizado e bioreatores GADD 2001 MACASKIE DEAN 1989 GADD E BRANCO 1993 SCHIEWER VOLESKY 2000 Fig 3 Imobilização de metais por microorganismos dependente de metabolismo por transporte através da membrana e precipitação e não dependente permeabilidade iônica precipitação e adsorção de superfície ONLINE 2014 Pseudomonas é um gênero bacteriano de interesse para a aplicação na biomineração sobretudo pela habilidade desses microorganismos de se ligarem a íons metálicos por uma ligação dependente do tipo de ligante do sítio de ligação e da forma química do metal KUMARAN SUNDARAMANICKAM BRAGADEESWARAN 2011 além do gênero Pseudomonas gêneros como Burkholderia Bacillus e Rizobium também apresentam capacidade de bioadsorção de metais como Fe Cu Cr entre outros estes gêneros adsorvem metais através de estratégias do metabolismo sem formar compostos tóxicos ao meio KUMAR et al 2013 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS CAMPBELL C D GRAYSTON S J HIRST D J Methods Use of rhizosphere carbon sources in sole carbon source tests to discriminate soil microbial communities v 30 p 3341 1997 GOMEZ E FERRERAS L TORESANI S Soil bacterial functional diversity as influenced by organic amendment application Bioresource technology v 97 n 13 p 14849 set 2006 LI LG et al Potentially novel copper resistance genes in copperenriched activated sludge revealed by metagenomic analysis Applied microbiology and biotechnology v 98 n 24 p 1025566 dez 2014 PIERCE M L WARD J E DOBBS F C False positives in Biolog EcoPlates and MT2 MicroPlates caused by calcium Journal of microbiological methods v 97 p 204 fev 2014 VARAJAO S A R A C A QUESTÃO DA CORRELAÇÃO DAS SUPERFÍCIES DE ERODINÇÃO DO QUADRILÁTERO FERRÍFERO MINAS GERAIS v 21 n 2 p 138145 1991 CAPÍTULO 2 Biolog EcoPlate aplicado para avaliar o perfil metabólico da comunidade microbiana de ecossistemas do quadrilátero ferrífero MG RESUMO Muito tem se investido na utilização de microorganismos para aplicação biotecnológica bem como na manutenção de ambientes e até mesmo na redução de compostos tóxicos liberados neste contexto os métodos biológicos surgem como uma alternativa aos métodos convencionais sendo possível aproveitar a diversidade funcional da comunidade microbiana portanto as Biolog Ecoplate permitem analisar a atividade metabólica diversidade funcional em amostras de ecossistemas ambientais que reflete o estado da sua atividade Esta é considerada uma tecnologia moderna complementar e promissora que através de propriedades biológicas permite a caracterização rápida do estado ecológico das amostras ambientais tais como solos ou água e avaliar assim o potencial de sua aplicação dos microorganismos no processo de bioremediação Entretanto recorreuse microplacas Biolog EcoPlate para caracterizar e comparar a diversidade funcional da comunidade microbiana de quatro ecossistemas campo rupestre capim mata floresta e cerrado de dois municípios localizados no perímetro do quadrilátero ferrífero Amostras de solo destes ecossistemas forma coletado após a diluição seriada foram inoculadas nas Biolog EcoPlate seguido pela leitura de absorvância posteriormente os dados forma normalizados submetidos as análises A microbiota dos ecossistemas se Sabarä e Brumandinho apresentaram diferenças quanto a degradação de substratos e a diversidade funcional sendo que os ecossistemas afetados por ação do homem apresentaram maior degradação de compostos de carbono da placa e alta diversidade microbiana Os solos da região das regiões do quadrilátero apresentaram microbiota com atividade metabólica características para ecossistemas preservados e afetados Portanto as Biolog EcoPlate surgem como uma alternativa promissora para avaliar a saúde de ecossistemas baseado na atividade metabólica microbiana Palavras chave EcoPlate comunidade microbiana diversidade metabólica atividade microbiana perfil metabólico