USO DE BIOFILTRO

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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


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