Efeito de metais pesados em reatores sulfetogênicos: uma análise comparativa entre doadores de elétrons prontamente disponíveis e de lenta liberação - Peres Neto, Guilherme Salvador [UNESP] (2025)
O tratamento e recuperação de metais de drenagens ácidas de minas (DAM) usando bactérias redutoras de sulfato (BRS) é promissor, mas a formação de partículas finas dificulta sua aplicação em larga escala. Afinal, quanto menores as partículas, mais difícil se torna separar os cristais por métodos físicos como filtração. Materiais lignocelulósicos (ML) como doadores de elétrons de lenta liberação (DELL) buscam contornar esse problema, promovendo a formação de precipitados de sulfetos metálicos maiores e diminuindo o custo do processo. Este trabalho investigou o uso de ML em duas etapas complementares. Primeiramente, buscou-se analisar e comparar o efeito de metais (Fe, Cu, Co, Ni, Zn) em diferentes substratos utilizando planejamento experimental. Um design Plackett-Burman selecionou os metais influentes na produção de sulfeto com bagaço de cana de açúcar (BCA) como substrato. Em sequência, um planejamento fatorial fracionário (PFF) foi empregado com os metais selecionados (zinco e ferro) em reatores alimentados com BCA ou um mix de doadores de elétrons (lactato, glicerol, sacarose). O cobre também foi testado mesmo não sendo significativo na primeira etapa por se tratar de um metal comumente associado as DAM. Para o BCA, ferro e zinco apresentaram efeitos significativos (p-valor = 0,000001 e 0,01, respectivamente), enquanto o cobre apresentou um efeito não significativo. Para o mix, os três metais testados foram significativos. Zinco, cobre e ferro (p-valor respectivamente 0,00003, 0,0007 e 0,003). Esta etapa revelou como o tipo de substrato modula a influência e o efeito dos metais nos biorreatores, O BCA apresentou maior produção de sulfeto em todas as condições. Na segunda etapa, foram operados dois reatores contínuos de leito estruturado e fluxo descendente. Grão gasto de cevada (GGC) foi o DELL e material suporte. Para o reator (RGGC), GCC foi a única fonte de carbono, enquanto no outro (Rco-sub), lactato foi adicionado como co-substrato para avaliar a bioestimulação das bactérias redutoras de sulfato. Na fase inicial, o Rco-sub exibiu maior produção de sulfeto (150.0 mg L⁻¹) e potencial redox mais favorável (-250 mV) comparado ao RGGC (90.0 mg L⁻¹ e -100 mV), mantendo superioridade mesmo sob exposição a 50 mg L⁻¹ de cobre e zinco. A análise microbiana 16S rRNA indicou enriquecimento de BRS em ambos os reatores, com dominância de bactérias fermentativas. Os resultados demonstram que o substrato usado pode influenciar a toxicidade dos metais nos reatores e que o uso de um co-substrato associado a um DELL pode facilitar o processo sulfetogênico nas fases iniciais. A pesquisa também mostrou que nas condições estudadas o bagaço de cana de açúcar foi mais eficiente na redução de sulfato do que o mix usado.