RESULTADOS INIBIÇÃO DE MICRORGANISMOS ANAERÓBIOS POR CÁDMIO (Cd 2+ ) EM PROCESSOS DE REMOÇÃO DE MATÉRIA ORGÂNICA E REDUÇÃO DE SULFATO Martins, Marco F.

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1 RESULTADOS INIBIÇÃO DE MICRORGANISMOS ANAERÓBIOS POR CÁDMIO (Cd 2+ ) EM PROCESSOS DE REMOÇÃO DE MATÉRIA ORGÂNICA E REDUÇÃO DE SULFATO Martins, Marco F. T. 1 ; (*) Pozzi, Eloisa 1 ; Saia, Flávia T. 1 ; Mockaitis, Gustavo 2 ; Zaiat, Marcelo 1 1 Laboratório de Processos Biológicos – Av. João Dagnone, 1100 – Santa Angelina, São Carlos, SP – CEP 13.563-120 – Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo 2 Laboratório de Biotecnologia Molecular – Av. Trabalhador Sãocarlense, 400 – Centro, São Carlos, SP – CEP 13.560-970 – Instituto de Física de São Carlos, Universidade de São Paulo (*)  elopozzi@sc.usp.br INTRODUÇÃO O cádmio é um tóxico que produz contaminação ambiental e industrial. No ser humano causa alterações enzimáticas, renais, respiratórias e digestivas, com o agravante de ter uma meia vida prolongada. Este metal é aplamente usado na fabricação de baterias e pilhas e na galvanoplastia (como revestimento). Outras aplicações industrias menos comuns do cádmio na indústria são: catalisador, pigmentação, tintas, foto-sensores, ligas metálicas, soldas, televisores, semicondutores e estabilizantes de plásticos, como o PVC. Devido ao amplo espectro de utilização e sua alta solubilidade em água, onde está na forma iôinica (Cd 2+ ), pode estar presente em algum tipo de água residuária a ser tratada biologicamente. Portanto, o possível efeito inibitótrio aos microrganismos anaeróbios, reponsáveis pela remoção de matéria orgânica e redução de sulfato, é importante para o planejamento de unidades de tratamento que poderão receber este tipo de contaminação.OBJETIVO Avaliar o efeito da toxicidade aguda por cádmio, em diferentes concentrações, aos microrganismos anaeróbios responsáveis pelos processos metanogênico e sulfetogênico. MATERIAIS E MÉTODOS Os ensaios de toxicidade aguda do cádmio para a atividade metanogênica específica (AME) (Aquino et al., 2007) foram realizados em reatores de bancada com volume total de 1143 mL (700 mL de fase líquida e 443 mL de fase gasosa). A principal fonte de carbono foi o acetato (DQO de 1280 mg O 2.L -1 ), em condições metanogênica e sulfetogênica. Os reatores foram inoculados com biomassa granular de reator tipo UASB para tratamento de abatedouro de aves. A anaerobiose nos reatores foi mantida fluxionando-se N 2, a temperatura foi controlada em 30 ⁰ C e a agitação mantida constante de 170 rpm. No final de cada ensaio, a microbiota pertencente aos domínios Bacteria e Archaea foi caracterizada pelas técnicas de Biologia Molecular de PCR e DGGE (Muyzer, 1999) e os dendrogramas (programa Bionumerics, versão 2.5), para ambos os domínios, foram comparados pelo índice de similaridade de Jaccard (Goodall, 1966). c CADMIUM INHIBITION IN ANAEROBIC MICROORGANISMS IN ORGANIC MATTER REMOVAL AND SULFATE REDUCTION PROCESSES Composição Concentração (mg·L -1 ) (NH 4 ) 2 SO 4 13,83 NH 4 Cl7,700 KH 2 PO 4 13,90 FeCl 2.4H 2 O2,870 ZnCl 2 0,084 MnCl 2.4H 2 O0,715 CuCl 2.2H 2 O0,045 NiCl 2.6H 2 O0,082 CoCl 3.6H 2 O2,858 (NH 4 ) 6 Mo 7 O 24.4H 2 O0,077 H 3 PO 4 0,002 HCl (Concentrado) 0,001 H 3 COONa 2.279 (*) Na 2 SO 4 1.978 (**) Lodo Anaeróbio9.942 (***) Biorreator Concentração Cd 2+ (mg·L -1 ) R10 R25 R310 R415 R5100 Biorreator Concentração Cd 2+ (mg·L -1 ) R60 R710 R825 R9100 Tabela 1: Composição do MeioTabela 2: Condições Metanogênicas Tabela 3: Condições Sulfetogênicas (*) 1280 mg O 2 ·L -1 (DQO) (**) DQO/[SO 4 2- ] = 0,67 (***) mg SVT·L -1 R6 R9 R7 R8 R9 R1 R2 R3 R4 R5 Biorreator MetanogênicoBiorreator Sulfetogênico Domínio Bacteria Domínio Archæa BiorreatorK M (g·L -1 )r máx (h -1 ) R40,808785,62 R52,687194,9 R61,510141,6 R20,904391,58 R30,825086,96 R71,943157,7 R10,885191,32 R81,257151,8 R92,230225,2 BiorreatorK M (g·L -1 )r máx (h -1 ) R30,825086,96 R52,687194,9 R92,230225,2 R71,943157,7 R40,808785,62 R61,510141,6 R10,885191,32 R20,904391,58 CONCLUSÕES  A técnica do DGGE mostrou diferença nos perfis de bandas das comunidades de bactéria e arqueia, analisado pelo índice de similaridade de Jaccard que indica a presença e ausência de bandas.  Houve alteração na diversidade da microbiota para ambos os domínios com o aumento da concentração de cádmio (ensaio de toxicidade aguda), para ambas as condições de estudo: metanogênese e sulfetogênese.  Maior diversidade (maior número de bandas), para o domínio Bacteria na condição metanogênica do que na sulfetogênica. Portanto ocorreu uma maior pressão de seleção na microbiota na condição sulfetogênica independente da concentração de cádmio.  A pressão seletiva na sulfetogênese pode estar relacionada com os menores valores de K M (relacionados com a diversidade) e maiores valores de r máx (relacionados com os passos metabólicos) quando comparados com os valores obtidos nos biorreatores metanogênicos.  A microbiota bacteriana foi selecionada com o aumento da concentração de cádmio para ambas as condições de estudo, indicando cerca de 90% de similaridade entre os perfis R4 e R5; 92% de similaridade entre os perfis R2 e R3 e 72% de similaridade entre os perfis R8 e R9.  A microbiota de arquéias parece ter sido mais influenciada pelo aumento da concentração de cádmio do que pela presença de sulfato, agrupando-se os perfis R3 e R5 (condições metanogênicas com as concentrações mais altas de cádmio) enquanto a microbiota em R9 (100mg/L Cd 2+ em condição sulfetogênica) apresentou cerca de 74% de similaridade com estes perfis metanogênicos. Os perfis R4 e R7 (em concentrações intermediárias de cádmio), bem como o R6 (condição sulfetogênica de controle) apresentaram o mesmo perfil de bandas. Nas condições metanogênicas de controle e de baixa concentração de cádmio (R1 e R2) foi observado o mesmo perfil de bandas.  Embora tenha ocorrido diferença entre os perfis de bandas com a adição de cádmio, os parâmetros cinéticos não mostraram alterações significativas na presença do metal no ensaio de toxicidade aguda, em concentrações menores que 25 mg/L. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS GOODALL, D.W. A New Similarity Index Based on Probability. Biometrics, 22(4):882-907, 1966. MUYZER, G. DGGE/TGGE a Method for Identifying Genes from Natural Ecosystem. Current Opnion in Microbiology, 2:317- 322, 1999. AQUINO, S.F.; CHERNICHARO, C.A.L; FORESTI, E.; SANTOS, M.L.F; MONTEGGIA, L.O. Metodologias para determinação da atividade metanogênica específica (AME) em lodos anaeróbios. Eng. Sanit. Ambient., Rio de Janeiro, v. 12, n. 2, June 2007. Atividade Metanogênica Específica (AME) Biorreatort máx (h) AME (mgCH 4.L/gSVT.h) R111,810,2 R211,09,68 R313,99,53 R412,19,01 R518,614,4 R611,618,9 R712,119,0 R812,018,4 R919,612,0 % % % de similaridade