Biodegradação de compostos nitroaromáticos em Água Vermelha pelos fungos de degradação branca <i>Pleurotus ostreatus</i> e <i>floridae</i>

Kist, Cristiane Patrícia; Scherer, Claudio Eduardo; Soares, Marlene; Rodrigues, Marcio Barreto

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Sumário

ARTICLES • Rev. Ambient. Água 15 (6) • 2020 • https://doi.org/10.4136/ambi-agua.2594 copiar

Biodegradação de compostos nitroaromáticos em Água Vermelha pelos fungos de degradação branca Pleurotus ostreatus e floridae

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Resumo

Os fungos pleurotus são basidiomicetos que se destacam na degradação de compostos orgânicos de natureza recalcitrante, como derivados de lignina e compostos fenólicos. O objetivo deste estudo foi avaliar comparativamente a capacidade dos fungos Pleurotus ostreatus POS 560 e Pleurotus floridae PSP1 na degradação de 2,4 e 2,6-dinitrotolueno (DNTs) em efluente da indústria de explosivos. A caracterização indicou 318 mg L^-1 de DNTs, 246 mg L^-1 de DQO e fator de toxicidade para Daphnia magna correspondente a 8. A condução de um estudo multivariado estimou a influência das variáveis pH (5.0 e 6.0), concentração de co-substrato (10 e 20 g L^-1 de glicose) e espécies do fungo Pleurotus (ostreatus e floridae) sobre a degradação de DNTs, tendo indicado que as variáveis Fungo e [Glicose] se mostraram significativas (p<0.05) apresentando efeitos da ordem de +4.45±0.26 e -1.14±0.26, respectivamente. A reprodução das melhores condições de eficiência (P. floridae; pH 6,0 e 10 g L^-1 de glicose) em frascos agitados (100 rpm, 26^oC) foi capaz de promover em 14 dias de tratamento remoções de matéria orgânica e fator de toxicidade em níveis da ordem de 55 e 50%, respectivamente, além da completa degradação de DNTs a qual ocorreu nas primeiras 120 horas de tratamento, período durante o qual também foi caracterizada atividade máxima das enzimas peroxidase e Mn-peroxidase, sugerindo alto potencial do bioprocesso em estudo para remediação de efluentes contaminados com compostos nitroaromáticos.

Palavras-chave:
biodegradação de DNT; efluente de indústria de explosivos; fungos de degradação branca

Process	Experimental Conditions	Treatment time	Removal Efficiency	Ref.
Adsorption in Activated Coque (AC)	160 g L^-1 AC, pH6.28, 20°C, red water dilution 1:100	3 h	64.8% COD 84% DNT	*Zhang et al. (2011)*ZHANG, M.; ZHAO, Q.; YE, Z. Organic pollutants removal from 2,4,6-trinitrotoluene (TNT) red water using low cost activated coke. Journal of Environmental Sciences, v. 23, p.1962-1969, 2011. https://doi.org/10.1016/S1001-0742(10)60619-5 https://doi.org/10.1016/S1001-0742(10)60...
Electrochemical Treatment (Ti/IrO2)	Anodic Ti/IrO₂ electrode and Ti cathode. Red water dilution 1:100	30 hours	68.5% COD 100% DNT	*Jiang et al. (2018)*JIANG, N.; ZHAO, Q.; XUE, Y.; XU, W.; YE, Z. Removal of dinitrotoluene sulfonate from explosive wastewater by electrochemical method using Ti/IrO2 as electrode. Journal of Cleaner Production, v. 188, p. 732-740, 2018. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2018.04.030 https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2018.0...
Immobilized ana/aerobic microbial filters	upflow, Bionetix B925 microorganisms, red water dil. 1:200	25 days → 100 days →	88% DNT 77% COD	Zhang et al. (2015)
Fungal biotreatment	10 g L^-1 glucose, pH 6, P. floridae fungal, red water dilution 1:200	5 days → 14 days →	100% DNT 55% COD 50% toxicity	This work

Instituto de Pesquisas Ambientais em Bacias Hidrográficas Instituto de Pesquisas Ambientais em Bacias Hidrográficas (IPABHi), Estrada Mun. Dr. José Luis Cembranelli, 5000, Taubaté, SP, Brasil, CEP 12081-010 - Taubaté - SP - Brazil
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[1] ^*Corresponding author: Marcio Barreto Rodrigues, e-mail: marciorodrigues@utfpr.edu.br

Test	Codified levels			Actual values			Nitroaromatic Removal (%)
Test	X₁	X₂	X₃	Fungus	pH	[glucose] (g L^-1)	Nitroaromatic Removal (%)
1	-1	-1	-1	P. ostreatus	5.0	10	14.3	± 0.53
2	+1	-1	-1	P. floridae	5.0	10	17.5	± 0.58
3	-1	+1	-1	P. ostreatus	6.0	10	18.4	± 0.42
4	+1	+1	-1	P. floridae	6.0	10	21.0	± 0.74
5	-1	-1	+1	P. ostreatus	5.0	20	15.6	± 0.65
6	+1	-1	+1	P. floridae	5.0	20	20.9	± 0.74
7	-1	+1	+1	P. ostreatus	6.0	20	11.7	± 0.75
8	+1	+1	+1	P. floridae	6.0	20	18.4	± 0.44

Factors	Effect	Effect error	tcalc	p Value	Coefficient	Coefficient error
Average	17.22	± 0.134	128.5		17.225	± 0.067
X₁:fungus*	4.45	± 0.268	16.60	0.0000*	2.225	± 0.134
X₂: pH	0.325	± 0.268	1.212	0.2115	0.1625	± 0.134
X₃:[glucose]*	-1.137	± 0.268	-4.244	0.0002*	-0.5687	± 0.134
X₁. X₂	0.225	± 0.268	0.8395	0.3829	0.1125	± 0.134
X₁. X₃*	1.53	± 0.268	5.376	0.0001*	0.7687	± 0.134
X₂. X₃*	-3.51	± 0.268	-13.10	0.0001*	-1.756	± 0.134

Variance source	GL	SQ	QM	F_calc
Model	6	287.633	47.938	93.5
Lack of adjust	1	2.10125	2.10125	4.09
Pure error	24	12.305	0.512708
Total	31	302.0392

Parameters	Untreated effluent	Treated effluent	Reduction (%)	Limits of environmental legislation*
COD, mg L^-1	246	135	55	225
Total dinitroaromatic, mgL^-1	318	n.d	100	---
Toxicity Factor	8	4	50	8