Degradação biológica de microcistina em laboratório: subsídios para o tratamento avançado de águas de abastecimento

• Ano de defesa: 2018
• Autor(a) principal: Malta, Janaína Fagundes
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: 16S rRNA; Biodegradação; Biodegradation; Cianotoxinas; Comamonadacea; Comamonadaceae; Cyanotoxins; Drinking water advanced treatment; Microcistina; Microcystin; Tratamento Avançado de águas de abastecimento
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18138/tde-01092020-170215/

Frequentemente encontrada nas florações de cianobactérias tóxicas em mananciais e reservatórios de água eutrofizados, a microcistina-LR (MIC-LR) é uma hepatotoxina persistente e de difícil remoção em Estações de Tratamento de Água (ETAs). O tratamento biológico combinado com o processo convencional de tratamento tem demonstrado resultados satisfatórios na remoção de MIC-LR, por meio da utilização de microrganismos na biodegradação da cianotoxina. Esta pesquisa avaliou, em diversos experimentos laboratoriais com duração de 10 dias, a biodegradação de MIC-LR por diferentes inóculos, como culturas purificadas de Sphingomonas sp. e Brevundimonas sp., comunidade bacteriana autóctone isolada de um sistema de abastecimento de água e do próprio extrato da toxina. Foram testadas diferentes condições de concentração inicial (C0) de MIC-LR, temperatura (T) e diferentes volumes de microrganismos inoculados (v/v). As análises das concentrações residuais da toxina foram realizadas pelo método Elisa (Enzyme-Linked Immunosorbent Assay) e a análise filogenética dos microrganismos, pelo sequenciamento do gene 16S rRNA. Os resultados obtidos foram estatisticamente significativos para C0, T e inóculos avaliados, nos quais influenciaram na redução substancial da toxina. Em C0 = 100 µg.L-1 , as menores concentrações residuais foram observadas pela comunidade bacteriana autóctone presente na ETA, que juntas degradaram mais de 90% da toxina, quando comparado as culturas purificadas de Sphingomonas sp. e Brevundimonas sp., que reduziram em até 60% a C0. Quando expostos a C0 = 20 µg.L-1 , os resultados demonstraram redução de 96% da concentração da toxina pela (SF); 90% na entrada e saída do filtro rápido (EF e SF) e 80%, pelos inóculos de culturas purificadas de Sphingomonas sp. e Brevundimonas sp. na concentração de 10% (v/v), nas T = 22°C. Este é, possivelmente, o primeiro relato no Brasil da capacidade de cepas bacterianas Brevundimonas sp. em degradar MIC-LR. O acréscimo de T foi acompanhado pelos melhores resultados obtidos nesta pesquisa, com a biodegradação de 99% e 97% da toxina (C0 = 100 µg.L-1) pelos inóculos da SF e comunidade bacteriana autóctone do extrato de MIC-LR. Um total de 464 OTU (Operational Taxonomic Unit) foi obtido da comunidade bacteriana autóctone presente no extrato da toxina, EF e SF, com predominância de quatro filos: Proteobacteria, Actinobacteria, Bacteroidetes e Firmicutes (abundâncias relativas de 51,7, 13,4, 6,5 e 2,8%, respectivamente). Além disso, foi verificada a presença da família Comamonadacea em todas as amostras analisadas, sugerindo-se a participação de cepas dessa família na biodegradação da toxina. Esta pesquisa demonstrou, por meio da utilização de microrganismos e diferentes fatores bióticos e abióticos, resultados promissores ao desenvolvimento dos processos biológicos como etapa adicional ao tratamento avançado de águas contaminadas por MIC-LR.