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Tratamento de corante e efluente têxtil

Microbiologia
by

Ana Paula Acerbi Ribeiro

on 23 May 2013

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Transcript of Tratamento de corante e efluente têxtil

Descoloracão e fitotoxicidade do corante
sintético Remazol Brilliant Blue R e de
efluente têxtil utilizando
fungos basidiomicetos Aluna: Ana Paula Acerbi Ribeiro
Orientadora: Dr.ª Sara Maria Chalfoun de Souza
Co-orientadora: Dr.ª Ligiane Aparecida Florentino

Maio - 2013 Material e métodos Resultados e discussão Avaliação da
descoloração Resultados do tratamento
com o corante nas diferentes concentrações e pH e com o efluente têxtil: Avaliação da
fitotoxicidade Teste de descoloração em meio líquido com o corante RBBR Efluente têxtil Fungos basidiomicetos
utilizados Atividades industriais
e o setor têxtil Corantes têxteis e toxicidade Efluentes têxteis Introdução referenciada Contaminação ambiental;
Grandes volumes de água;
Produção de rejeitos tóxicos;
Descarte inadequado. Composição heterogênea;
Material tóxico e recalcitrante - dificulta tratamento;
Forte coloração;
Sólidos suspensos (30 a 50 mg/L);
pH flutuante (8 e 11);
Temperatura elevada;
Altas [ ] de DQO;
Elementos traço;
Compostos clorados;
Surfactantes. Até a metade do século XIX: corantes extraídos de fontes naturais (animal ou vegetal).
Propriedades longe do ideal, indisponibilidade.
Busca de corantes sintéticos. Corante têxtil Coleta: tanque de recebimento da ETE da indústria têxtil TREL Confecções LTDA. Para a realização dos tratamentos de descoloração com o corante e com o efluente têxtil, foram utilizados fungos com comprovada capacidade de descoloração. A atividade de descoloração obtida pelas três culturas
estudadas está apresentada na tabela abaixo: Salles et al. (2006) Indústria têxtil: importância na maioria dos países e segmento industrial de maior tradição.

No Brasil: bastante heterogênio.
grandes empresas com alto índice de mecanização convivendo com outras com redutivas escalas produtiva e empresarial, com alto grau de informalidade ou com carências tecnológicas. Vermulm & Erber (2002) 5.000 indústrias
têxteis no
Brasil 11% grande
porte 68%
micro-
empresas 21% pequeno
porte 5º lugar em empregos direto
6º em faturamento Godim et al. (2007) Brasil Entre os 10 maiores produtores mundiais de fios/filamentos - algodão.
Exportação do "denim" - jeans.
Pouco desenvolvido na produção de fibras artificiais e sintéticas. Fio 100% algodão tingido com corante anil. Gomes et al. (2007) & Gorini (2000) Minas Gerais 2º maior pólo têxtil do país.
Fibras de algodão puro ou misturadas com poliéster.
Poucas possuem sua própria estação de tratamento. Machado et al. (2006) Resíduos - limpeza, tingimento e acabamento.
Consumo de água - 100 m / t de tecido.
Coloração. 3 Forgiarini (2006) & Hassemer (2002) Araujo & Yokoyama (2006) O efluente industrial, despejado no meio ambiente, em função da sua natureza, provoca diferentes impactos: interferência nos processos fotossintéticos;
bioacúmulo de substâncias tóxicas em organismos aquáticos;
carcinogênicos. Rodríguez et al. (2003); Brito et al. (2004) & Dellamatrice (2005) Início do século XX, corantes naturais quase que completamente trocados pelos sintéticos.
Hoje: maioria. Exceto alguns pigmentos inorgânicos.
Color Índex: nomenclatura, constituição, principais aplicações e fornecedores. Edwards (2000) Aproximadamente 10.000 diferentes corantes e pigmentos são utilizados industrialmente.
700.000 t/ano.
50.000 t são descartadas no meio ambiente. Ciullini et al. (2008) Além do setor têxtil: Kapor et al. (2001); Dallago et al. (2005) & Nasreen et al. (2007) Guaratini e Zanoni (2000), classificaram os corantes de acordo com a origem, propriedades físicas e químicas e sua aplicação. 9 classes: reativos, diretos, azoicos, ácidos, à Cuba, de enxofre, dispersivos, pré-metabolizados, branqueadores. A molécula do corante têxtil possui duas partes principais:
grupamento cromóforo;
estrutura responsável pela fixação à fibra; Exemplo de uma estrutura química característica de um grupo cromóforo de um azocorante. 60% dos corantes atualmente utilizados.
Amarelo FN-2R (CI 14.030),
Remazol Brilliant Blue R (CI 61.200) e Vermelho FN-2BL (CI 16.255). Biotransformação: aminas aromáticas, benzidinas e outros intermediários com potencial carcinogênico. Kunz et al. (2002); Oliveira (2007), Souza & Rozado (2009) Remazol Brilliant Blue R (RBBR) Machado & Matheus (2006) Muito utilizado como modelo em estudos de degradação.
Matéria prima na produção de corantes poliméricos.
Derivado do antraceno: organopoluente tóxico e recalcitrante. Riscos toxicológicos Tempo e modo de exposição.
Ingestão oral.
Sensibilidade da pele e vias respiratórias.
Exposições crônicas e em baixas [ ]. Guaratini & Zanoni (2000); Mansour et al. (2007) Elementos - traço: outro risco ambiental dos corantes. Podem ser provenientes da própria molécula do corante, ou de outros metais utilizados no tingimento (mercúrio).
Cobre, cádmio, chumbo e zinco. Aprimoramento e integração de diferentes métodos de tratamento - tecnologias mais eficientes e economicamente viáveis. Desenvolvimento de tecnologias de tratamento adequadas para a remoção da cor e redução da toxicidade dos efluentes têxteis. Sauer (2002); Schmidt et al. (2009) & Nascimento et al. (2011) Regulamentações ambientais para o descarte O lançamento de esgotos urbanos e industriais não tratados nas águas de rios, lagos e áreas costeiras - depreciação da qualidade das águas. Legislação mais rígida: CONAMA Resolução nº 357 de 17 de março de 2005. Lançamento após devido tratamento - padrões e exigências propostos. Ensaios ecotoxicológicos. Caron (2006) & Paula (2009) Tratamento Transformar espécies químicas poluentes - formas inofensivas que não ofereçam risco de impacto ambiental. Redução: cor, carga orgânica e toxicidade.
Padrões estabelecidos. Tarefa desafiadora.
Grande variedade de estruturas.
Origem sintética.
Estáveis.
Difícil degradação. Suor, sabão, água, luz e agentes oxidantes. Brito (2004) & Khalaf (2008) Efluentes industriais contendo corantes: tratamentos físico-químicos. Mais caro.
Produz muitos resíduos.
Baixa eficiência. Atualmente: biológicos ganharam mais atenção. Mais barato.
Produtos e subprodutos ambientalmente ecológicos.
Realizada no local.
Conjunto com outros métodos. Limitações do tratamento
biológico Alguns compostos químicos não são suscetíveis à biorremediação Metabolismo microbiano - produção de compostos mais tóxicos que o original. Tempo de desenvolvimentos de um sistema eficaz.
Aumento da escala laboratorial para o campo. Nascimento et al. (2011) Dias (2000); Raju et al. (2007) & Eugênio et al. (2008) bactérias, leveduras e fungos. Biorremediação em efluentes lagoas aeradas e sistemas de lodos ativados. Formas mais comuns de aplicação industrial Esquema do sistema de lagoa aerada. Esquema do sistema de lodos ativados. Tratamento biológico utilizando fungos basidiomicetos Brito et al. (2004) & Machado et al. (2006) Características que os tornam interessantes para a biorremediação:
capacidade de crescer sob
condições de estresse;
modo de crescimento;
sistema de biodegradação. Fungos da podridão branca da
madeira.
MnP; LiP, lacase e fenol oxidase.
Descoloração e degradação de
compostos xenobióticos. Chander et al. (2004) & Dellamatrice et al. (2008) Ecotoxicologia de amostras ambientais Complementar as análises químicas. Plantas como modelo: mais sensíveis e simples em ralação aos estudos com animais. Germinação; Ganho de biomassa; Alongamento de raiz; Baixo custo. Testes de toxicidade: agrotóxicos, sedimentos, efluentes industriais, esgotos entre outros. Matta et al. (2008); Zaltauskait & Cypait (2008) Modelos mais utilizados para avaliar toxicidade de efluentes industriais e urbanos pH presença de metais salinidade temperatura Crescimento da raiz -
Condições ambientais Farré & Barceló (2003); Camargo et al (2004); Eom et al (2007) Justificativa Preocupação crescente com a qualidade ambiantel e poluição causada pelas indústrias têxteis. Testes que possuem o objetivo de descolorir corantes e efluentes têxteis, bem como a realização de análises ecotoxicológicas, permitem obter mais informações sobre a possibilidade de aplicação de micro-organismos em estudos de tratamento de resíduos e despoluição ambiental. OBJETIVOS Geral: Específicos: Avaliar o potencial de descoloração do corante têxtil RBBR e de efluente têxtil, por culturas de fungos basidiomicetos, e analisar a capacidade fitotóxica do corante e do efluente antes e após o tratamento. Obtenção e manutenção de culturas fúngicas com capacidade de descoloração conhecida;
Analisar a capacidade de descoloração do corante e do elfuente em meio líquido pelas culturas obtidas;
Avaliar se a variação do pH e da concentração do corante influenciam no processo de descoloração;
Determinar por meio de ensaios fitotoxicológicos se o corante e o efluente antes e após serem tratados exercem alguma ação sobre o crescimento e desenvolvimento de sementes de alface. Remazol Brilliant Blue R (RBBR). Corante do tipo antraquinona. Localizada no município de Lavras - MG. Confecção e beneficiamento de peças do vestuário. Utiliza o corante RBBR. Efluente tratado por processos físico-químico. Laboratório de Microbiologia da EPAMIG 1000 mL pH = 9,5
25ºC Kunz et al. 2002 INCQS - FIOCRUZ 40220 Laboratório de Cogumelos Comestíveis - UFLA Repicagem periódica em AM
Água destilada - Castellani, 1963. Isolado AM 2% 3 discos de 5 mm 50 mL EM 2% + corante
(0,1 ou 0,5 g/L) Ajuste de pH
5,0 e 9,0 28ºC, no escuro
e a 150 rpm 7 dias a 25ºC Teste de descoloração em meio líquido com o efluente têxtil Isolado AM 2% 7 dias a 25ºC 50 mL de
efluente têxtil
+ EM 0,5% 28ºC, no escuro
a 150 rpm Kamida et al. 2005 com modificações Kamida et al. 2005 com modificações 3º, 7º, 10º e 15º
dias 5 mL Decréscimo do pico de absorbância a 592 nm Uma curva padrão foi elaborada a partir da solução inicial de 0,5 g/L do corante RBBR e distintas diluições em EM 2%. Kamida et al. 2005 com modificações; dos Santos Oliveira at al. 2010; Kalyani et al. 2009 Atividade de descoloração: % de descoloração = 100 - (A x 100)/Ao Teste de fitotoxicidade Desinfestação
álcool 30``
hipoclorito de sódio 2`
água destilada estéril Papel filtro
Algodão
20 mL água destilada estéril 1 mL das amostras:
corante sem tratamento (0,1 g/L e 0,5 g/L)
corante tratado (0,1 g/L e 0,5 g/L)
efluente sem tratamento
efluente tratado
controle 7 dias em temperatura ambiente
Taxa de Germinação (TG)
Comprimento de Raiz (CR) Rodríguez et al. 2006 Organopoluente tóxico e recalcitrante Delineamento estatístico Triplicata (amostras e controles);
Análise de variância (ANOVA);
Médias teste Scott-Knott a 5%. Capacidade de descoloração do corante RBBR pela ação de enzimas lignolíticas como a lignina peroxidase (Ollikka et al., 1993), manganês peroxidase (Boer et al., 2004) e lacase (Soares et al., 2001). A estrutura do corante RBBR é semelhante a estrutura do antraceno, e o fungo apresenta bons resultados quando utilizado na biorremediação
de hidrocarbonetos aromáticos policíclicos. Eggen, 1999; Lau et al. 2003 Além disso, os efluentes têxteis contêm não só corantes, como também sais, valores extremos de pH, alta força iônica, agentes quelantes, subprodutos e surfactantes. Tudo isso pode interferir no processo de descoloração. Diwaniyan et al. 2010 Quanto ao tratamento com o efluente têxtil - todas as culturas apresentaram resultados acima de 90%. De acordo com Guaratini e Zanoni (2000) os compostos presentes no efluente atuam como substratos para que o micro-organismo presente metabolize os nutrientes para o seu crescimento e manutenção celular durante o tratamento biológico. Os resultados obtidos demonstram as evidentes diferenças entre os fungos na habilidade e na especificidade de descoloração de corantes e efluentes. Lyra at al. 2009 Curva padrão elaborada a partir da solução inicial de 0,5 g/L do corante RBBR: A: corante RBBR em pH 5,0 e 0,1 g/L;
B: corante RBBR em pH 9,0 e 0,1 g/L;
C: corante RBBR em pH 5,0 e 0,5 g/L;
D: corante RBBR em pH 9,0 e 0,5 g/L. Tratamento com o fungo Novotny, 2001 Segundo Wong e Yu (1999), a eficiência da descoloração de um corante depende da sua estrutura, do pH, da sua concentração e das enzimas envolvidas. Dessa forma, cada um dos fungos testados respondeu de uma maneira frente aos diferentes tratamentos.

Além disso, as diferenças entre os fungos na capacidade de descoloração de corante têm sido demonstradas através de variações entre suas enzimas inter ou intra-específicas, na complexidade da molécula do corante e nas condições de cultivo.

A correlação positiva entre enzimas lignolíticas (LiP, MnP e lacase) e a descoloração, mostra que estas enzimas desempenham um papel fundamental na biodegradação de corantes sintéticos e efluentes têxteis. Wesenberg et al, 2003 pH e concentração de corante: Machado e Matheus (2006) - utilizaram uma variação de pH entre 3,0 e 7,0. Os melhores resultados de descoloração foram obtidos em pH entre 4,0 e 5,0. Teixeira a colaboradores (2010) também utilizaram diferentes concentrações de corantes em testes de remoção da cor utilizando enzimas lignolíticas e encontraram resultado eficaz em uma ampla faixa de concentração. A descoloração não é sempre indicação de
desintoxicação. maior superfície de contato;
pequeno tamanho e massa;
baixa quantidade de endosperma;
sensibilidade às condições
do meio. Andrade er al. 2010;
Bisognin et al. 2005 Eichlerová et al. 2007 Ensaios ecotoxicológicos: garantir que os produtos da degradação sejam menos tóxicos que o poluente original. Vanhulle et al. 2008 Em determinados casos: a redução da toxicidade pode não acontecer - Taxa de germinação. Importância do monitoramento. Benzina e colaboradores (2013) não encontraram efeito tóxico de efluente sobre a germinação de tomates antes e após o tratamento com a enzima lacase. Rehman et al. (2009) e Alvim et al. (2011) observaram estímulo no crescimento da raiz na presença de efluente têxtil não tratado sobre alho e nabo. Efeitos estimuladores sobre o crescimento da raiz também foram observados por Tigini e colaboradores (2011), em estudos com plantas expostas a efluentes domésticos e industriais. A carga orgânica presente nos efluentes pode proporcionar uma maior oferta de nutrientes, contribuindo para o crescimento da raiz. Ainda são poucos os estudos - trabalhos complementares para melhor entendimento. Malachová et al. 2006 Conclusões Em todos os tratamentos com o efluente têxtil, a porcentagem de descoloração foi superior a 90%. O fungo Pleurotus sajor-c foi capaz de descolorir o corante tanto em pH 5,0 quanto em pH 9,0 e nas duas concentrações 0,1 e 0,5 g/L. O corante RBBR, após a descoloração, apresentou efeito fitotóxico para a taxa de germinação em alguns tratamentos, entretanto, após o tratamento com o fungo Pleurotus sajor-c , induziu o crescimento da raiz. Agradecimentos À Ufla, pela oportunidade oferecida.

À EPAMIG.

À orientadora Sara e co-orientadora Ligiane.

À CAPES pelo auxílio financeiro.

Família e amigos. Obrigada "Seja a mudança que deseja ver no mundo."
Ganghi Os maiores valores de pocentagem para o corante RBBR foram obtidos no tratamento com o fungo Pleurotus sajor-c . 3 discos de 5 mm Impasse econômico e ambiental. E.U.A. 1940 Casieri e colaboradores (2008) encontraram uma redução da toxicidade de corantes reativos após o tratamento biológico - Crescimento da raiz.
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