Caracterização taxonômica e funcional da comunidade microbiana da remoção e degradação de edulcorantes e cafeína em esgoto sanitário em reator EGSB e batelada

• Ano de defesa: 2025
• Autor(a) principal: Teixeira, Romulo Mota
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: methanotrix; syntrophobacter; anaerobic biodegradation; artificial sweeteners; biodegradação anaeróbia; edulcorantes artificiais; EGSB reactor; emerging micropollutants; microbial syntrophism; micropoluentes emergentes; n-demethylation; n-desmetilação; reator EGSB; sintrofismo microbiano
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18138/tde-11112025-153020/

Neste estudo, foram avaliados o metabolismo e o sintrofismo microbiano em reatores anaeróbios operados em batelada e em reator de leito de lodo granular expandido (EGSB), com foco na remoção e degradação da cafeína (CAF), ciclamato (CIC), sucralose (SUC) e aspartame (ASP). Investigou-se o potencial metanogênico em reatores em batelada com CAF (de 27,58 ±8,10 a 1107,23±77,60 µg L-1), CIC (de 16,23 ± 3,1 a 1907,91 ± 156,72 µg L-1), SUC (de 21,64 ±0,99 a 1343,01 ± 130,2 µg L-1) e ASP (de 10,36 ±0,97 a 1262,29 ± 103,43 µg L-1) em ensaios separados com esgoto sanitário. A melhor condição experimental de 210,92 ± 44,57 µg L-1 com CAF resultou em producao de 7.562,4 ± 34,4 µmol de CH, remocao de matéria orgânica de 79,4 ± 0,8% e degradação da CAF de 95,01 ± 1,37%. Para CIC a melhor condição experimental foi com 118,62 ± 3,88µg L-1 que resultou em produção de 3686,3±87,9µmol CH, e remoção de 99,82 ± 0,02% e 86,39±1,37% de CIC e matéria orgânica, respectivamente. No caso da SUC com 77,50 ± 2,85 µg L-1 observou-se 33,79 ± 16,23% de remoção, 30,34 ± 16,08% de degradação, 65,62 ± 3,13% de remoção de matéria orgânica e 2.175,1 ± 44,5 µmol de CH. Em relação ao ASP com 115,43 ± 19,36 µg L-1 resultou em 68,38 ± 12,68% de remocao e 16,31 ± 7,13% de degradação de ASP, 75,04 ± 0,27% de remoção de matéria orgânica e 2.470,4 ± 78,8 µmol de CH. Para a CAF, a principal via metabólica foi da N-desmetilação, e identificação de Pseudomonas, Syntrophobacter, Smithella, Syntrophus, Geobacter, Spirochaeta, além de Methylomonas que está envolvida na produção de metanol. No caso do CIC, também foram identificados estes microrganismos associados às vias do acetato e redução de sulfato. Para a sucralose (SUC), identificou-se a predominância de Anaerolineaceae, Mesotoga e Dechloromonas. No caso do ASP, a via acetogênica foi a predominante, com destaque para os gêneros Blvii28_wastewater-sludge_group, Syntrophorhabdus e Sulfurovum. Por fim, foi avaliado a remoção e degradação simultânea de CAF, CIC, SUC e ASP em reator EGSB (69 L), em esgoto sanitário, durante 420 dias com TDH de 36h, em fases de Adaptação, I, II e III, com CAF (130,8±21,4 µg L-1 a 1330,00±367 µg L-1), CIC (39,1±9,5 µg L-1 a 93,4±16,9 µg L-1), SUC (24,4±4,9 µg L-1 a 100,9±0,8 µg L-1) e ASP (5,6±5,4 µg L-1 a 36,9±4,6 µg L-1). Observou-se pH entre 7,30 ± 0,12 e 8,03 ± 0,30. As maiores remoções foram obtidas na Fase II; ou seja, de 93,93 ± 1,4% para a CAF, 95,90 ± 1,2% para o CIC e 66,15 ± 2,5% para o ASP, respectivamente para 303,36±94,9 µg L-1, 51,57±13,2 µg L-1 e 28,62±3,7 µg L-1 afluente, respectivamente. Bacteroidetes vadinHA1, Syntrophobacter, Syntrophorhabdus, Smithella, Pseudomonas, Mesotoga, Dechloromonas e Anaerolineaceae, foram identificadas, em relação sintrófica com arqueias metanogênicas Methanotrix, Methanomicrobiales, Methanobacterium e Candidatus Methanofastidiosum.