USO DE BIOFILTRO PARA AVALIAÇÃO DA BIOSSORÇÃO DE ELEMENTOS-TRAÇO POR FUNGOS FILAMENTOSOS ISOLADOS DE SOLOS CONTAMINADOS ALINE RAMALHO BRANDÃO PEREIRA VII Simpósio de Pesquisa dos cafés do Brasil
Orientadora: Dra.Sara Maria Chalfoun de Souza (UFLA- MG) Coorientadores: Prof. Dr. Cláudio Roberto Fonsêca S. Soares (UFSC – SC) Prof. Dr. Luis Roberto Batista (UFLA- MG) Colaboradora: Manuela da Silva (FIOCRUZ - RJ)
Introdução • Crescimento populacional agropecuárias e industriais ambiente
+ desenvolvimento atividades → produzido efeitos negativos meio
POLUIÇÃO E DEGRADAÇÃO RECURSOS NATURAIS
•
CAFEICULTURA → responsável geração grande volume efluentes (ARC) PROCESSAMENTO Cada saca café - 3.500 litros de água residuária (MELO, 2009).
Introdução ARC: resíduos agrotóxicos e fertilizantes – acumulam fruto Contém em sua composição → várias combinações ELEMENTOSTRAÇO (metais pesados) -
Não possuírem caráter de biodegradação: Bioacumular - cadeia trófica – podendo atingir homem
•
ARC: NITROGÊNIO, FÓSFORO, POTÁSSIO, CÁLCIO, MAGNÉSIO
Corretamente tratada: Além evitar problemas ambientais → reutilizada suprir parte da água e nutrientes demandados pelas lavouras.
Introdução • Diversos tratamentos convencionais → remoção elementos-traço Processos físico-químicos → não eficientes remoção elementos-traço quando em baixas concentrações • Alternativa: Uso propriedades BIOSSORÇÃO → Micro-organismos - Adsorção elementos-traço - parede celular microbiana - Interações eletrostáticas; • Estudos - Fungos isolados de ambientes contaminados - tratamento efluentes → Provavelmente: histórico de tolerância Maior capacidade remoção elementos-traço do ambiente
OBJETIVOS - Qualificar e quantificar os elementos-traço presentes na ARC; - Avaliar: eficiência da remoção destes elementos - fungos isolados regiões contaminadas: em biofiltros aeróbios utilizando conduíte - suporte - crescimento microbiano.
MATERIAIS E MÉTODOS 1- Quantificação elementos-traço (ARC) - Amostra água proveniente da lavagem dos frutos do café CEP café (UFLA) Avaliada - Espectrofotometria de absorção atômica.
Presença elementos-traço: Cobre, Manganês e Zinco - descritos Gonçalves 2006, como presentes na ARC.
MATERIAIS E MÉTODOS 2- Obtenção dos isolados - Espécies fúngicas Aspergillus brasiliensis e Penicillium citrinum: isolados solos cidade de Três Marias-MG - Contaminados Zn; Cu, Pb e Cd
Aspergillus sp.
Penicillium sp.
MATERIAIS E MÉTODOS 3- Teste de remoção de elementos- traço utilizando Biofiltros • Biofiltros
- Capacidade 14,6 litros -Continuamente oxigenados
- Meio suporte: Conduíte diâmetro/ 2cm comprimento
-
1,5cm
de
MATERIAIS E MÉTODOS 7- Teste de remoção de elementos traços utilizando Biofiltros • Inoculação de microrganismos material suporte
20mL de água destilada estéril
Ágar malte - 25°C - 20 dias
Raspagem da biomassa desagregação dos esporos
Esporos – contados - câmara de Neubauer - concentração ajustada 5x106 esporos mL-1.
MATERIAIS E MÉTODOS 7- Teste de remoção de elementos-traço utilizando Biofiltros • Inoculação de microrganismos material suporte Suspensão de esporos (20mL) Homogeneizada
250 mL ágar extrato malte ainda fundido (40°C) Bandejas contendo o meio suporte estudado (conduíte).
MATERIAIS E MÉTODOS 7- Teste de remoção de elementos traços utilizando Biofiltros • Inoculação de microrganismos material suporte Bandejas encobertas plástico filme - 25°C 20 dias.
Biomassa fúngica + material suporte: Biofiltro
Acrescentado efluente sintético:
- Água destilada acrescida: sulfato de cobre, sulfato de manganês e sulfato de zinco: 5 mg/L de Cu, Mn e Zn. - pH6,0 - descrito SAY et al. (2001) - ideal remoção elementos-traço testados • Bifiltro ativado - 5 dias: Amostras retiradas diariamente
pH
Concentração dos elementos-traço
RESULTADOS E DISCUSSÃO • Avaliação dos elementos-traço presentes na ARC Tabela 1: Concentrações elementos-traço Cu, Mn e Zn presentes na água residuária do café (CEPE-café / UFLA-MG). Elementos traço
Concentração obtida por
presente na ARC
espectrofotometria de
COPAM
CONAMA
absorção atômica Cobre
<1 mg/L
0,5 mg/L
1 mg/L
Manganês
<0,5 mg/L
1 mg/L
1 mg/L
Zinco
0,36 mg/L
5,0 mg/L
5,0 mg/L
• Concentrações ARC CEPE-Café: abaixo da concentração permitida COPAM e CONAMA. Entretanto → estudos Vasco (1999) e Gonçalves (2006) - concentrações destes elementos-traço em ARC: muito acima - permitido.
RESULTADOS E DISCUSSÃO • Teste de remoção de elementos-traço em BIOFILTROS
Tabela 2: Média do pH em biofiltros - Aspergillus brasiliensis e Penicillium citrinum isolados de região contaminada. Ph BIOFILTRO A P. citrinum BIOFILTRO B A. brasiliensis
0h 12h
24h
48h
72h
96h
120h
6
5,0
5,9
6,6
6,9
7,1
7,0
6
3,0
3,1
3,1
3,1
3,1
3,2
- Segundo Mulligan, Galvez-Cloutier e Renaud (1999): diminuição pH - A. brasiliensis: produção ácido glucônico, cítrico e oxálico
RESULTADOS E DISCUSSÃO • Teste de remoção de elementos-traço em BIOFILTROS -
Concentração de Cu
•
A interação fungo x tempo – significativa desdobramento do fator fungo dentro dos níveis de tempo;
Tabela 3: Teste de médias para o desdobramento do fator fungo dentro dos níveis de tempo Tempo
12 h
24 h
48 h
72 h
96 h
120 h
P. citrinum
5,58 a
5,19 a
4,69 a
4,42 a
3,47 a
3,11 a
A. brasiliensis
6,21 b
6,22 b
6,20 b
6,16 b
6,12 b
6,06 b
P. citrinum : melhores resultados na remoção do elemento Cu - todos os tempos 38% remoção
RESULTADOS E DISCUSSÃO Teste de remoção de elementos-traço em BIOFILTROS • Para os elementos Mn e Zn → Teste não foi significativo para a interação dupla Fungo X Tempo • Análise individual para cada fator Tabela 4: Teste de médias para o fator fungo, para o elemento Mn.
Mn
Concentração inicial
Concentração final
% Remoção
P. citrinum
5,22
2,59 a
64% remoção
A. brasiliensis
5,03
3,53 b
51% remoção
RESULTADOS E DISCUSSÃO Teste de remoção de elementos-traço em BIOFILTROS Tabela 5: Teste de médias para o fator fungo, para o elemento Zn. Zn
Concentração inicial
Concentração final
% Remoção
P. citrinum
5,10
2,59 a
48% remoção
A. brasiliensis
5,14
3,53 b
29% remoção
- P. citrinum removeu maior eficiência todos elementos-traço testados - O elemento-traço Mn - removido maior eficiência: Maior afinidade deste elemento aos componentes da parede celular fúngica.
RESULTADOS E DISCUSSÃO • Teste de remoção de elementos-traço em BIOFILTROS Menor remoção - Aspergillus brasiliensis
elementos-traço estudados: sensíveis variação pH - ocorreu biofiltro inoculado com Aspergillus brasiliensis. - Mesmo fenômeno obtido Say et al. (2001): Observaram pH meio afeta solubilidade dos elementos-traço e o estado de ionização dos grupos funcionais presentes na parede celular .
Alterando sua ligação à biomassa fúngica
CONCLUSÕES - Ambas as espécies estudadas apresentaram capacidade de remoção
dos elementos-traço Cu, Mn e Zn corroborando hipótese: micro-organismos isolados de regiões contaminadas - grande capacidade remoção - Entretanto Penicillium citrinum apresentou melhores resultados Potente candidato: tratamento efluentes agro-industriais que possuem baixas concentrações elementos-traço:
Água residuária do café
Obrigada pela Atenção! aline.uflamg@gmail.com