Influência do etanol e nitrato na degradação de diclofenaco e ibuprofeno em reator em batelada e contínuo de leito fluidificado: ênfase na caracterização taxonômica e de possíveis vias metabólicas

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Pirete, Luciana de Melo
• 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: Denitrification; Desnitrificação; Drugs; Emerging micropollutants; Esgoto sanitário; Factorial design; Fármacos; LAS; Micropoluentes emergentes; Planejamento fatorial; Sanitary sewage
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18138/tde-25042022-172337/

O diclofenaco (DCF) e ibuprofeno (IBU) são fármacos anti-inflamatórios e recalcitrantes em reatores biológicos de Estações de Tratamento de Esgoto. A ocorrência destes micropoluentes pode causar impactos adversos à saúde pública e aos níveis tróficos do ecossistema aquático, contribuindo para a contaminação de mananciais e sistemas de abastecimento de água. Dessa forma, a remoção desses compostos foi investigada em reatores bateladas e em reator contínuo de leito fluidificado (RLF) utilizando como inóculo biomassa de lodos ativados. A remoção dos fármacos foi avaliada sob condições desnitrificantes em reatores em batelada, a partir das variáveis ibuprofeno (41 ± 5,6 – 122,8 ± 5,0 μg L-1), etanol (95,3 ± 21,9 – 233,3 ± 0,2 mgEtOH L-1) e nitrato (95,9 ± 5,0 – 264,0 ± 6,0 mgNO3 L-1), via delineamento do composto central rotacional (DCCR), conforme metodologia de superfície resposta. Nessa fase experimental, foram obtidas remoção de IBU (97,5 ± 3,1%) com 95,9 ± 5,0 mg NO3 L-1, 109,9 ± 1,6 μgIBU L-1 e 180,8 ± 11 mgEtOH L-1. Além disso, sob a mesma fonte de inóculo, foi realizado o DCCR para a remoção do diclofenaco, considerando as variáveis nitrato (95,9 ± 2,1 – 250 ± 10,2 mgNO3 L-1), diclofenaco (57 ± 2,0 – 146,3 ± 22,3 μgDCF L-1) e etanol (100,5 ± 25,3 – 278,9 ± 13,2 mgEtOH L-1). Sob tais condições, obteve-se total remoção do nitrato e 17,5 ± 2% de remoção do DCF em 176,6 ± 5,2 mgNO3 L-1, 76,8 ± 3,7 μgDCF L-1 e 130,0 ± 2,5 mgEtOH L-1. Na caracterização microbiana, foram identificadas Pseudomonas, Dechloromonas e Zoogloea e relacionadas à degradação do DCF e IBU. Avaliou-se também a remoção dos fármacos em RLF alimentado com esgoto sanitário do município de São Carlos-SP suplementado com etanol como co-substrato e nitrato como aceptor de elétrons. O RLF foi operado em quatro fases: (I) tempo de detenção hidráulica (TDH) de 18 ± 3h com etanol (74,7 ± 35,5 mg L-1) e nitrato (136,0 ± 59 mg L-1); (II) TDH de 18 ± 2h com etanol (91,4 ± 30,9 mg L-1), nitrato (89 ± 14 mg L-1), diclofenaco (120 ± 25 μg L-1) e ibuprofeno (167,7 ± 35 μg L-1); (III) TDH de 12 ± 1h com etanol (100 ± 18.2 mg L-1), nitrato (100 ± 10 mg L-1), diclofenaco (90,1 ± 36 μg L-1) e ibuprofeno (148,9 ± 33 μg L-1); (IV) TDH de 18 ± 2h com etanol (89,7 ± 39,2 mg L-1), diclofenaco (185,6 ± 29,9 μg L-1) e ibuprofeno (150 ± 44,4 μg L-1) afluente. Além disso, foi realizada a análise de remoção do surfactante aniônico linear alquilbenzeno sulfonado (LAS) no esgoto sanitário. A fase IV foi predominantemente acidogênica, na qual se obteve maior remoção de diclofenaco (52,9 ± 11,4%) e de ibuprofeno (55,8 ± 11,4%). A diminuição do TDH de 18 ± 2h para 12 ± 1h não influenciou na desnitrificação, mas causou redução da eficiência de remoção dos fármacos e da remoção de matéria orgânica. Para remoção de LAS, observou-se que a máxima remoção do surfactante ocorreu na fase com adição de nitrato com máxima eficiência de 56,6 ± 24,7% a partir de 2,6 ± 1,6 mg L-1 afluente. Nas fases I, II e III foram identificados gêneros desnitrificantes na biomassa do RLF, e na fase IV, foram identificadas bactérias acidogênicas.