degradação de fenol por microrganismos isolados de efluente da ...

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL FACULDADE DE AGRONOMIA

PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM AGRONOMIA CURSO DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA DO SOLO

DEGRADAÇÃO DE FENOL POR MICRORGANISMOS ISOLADOS

DE EFLUENTE DA GASEIFICAÇÃO DO CARVÃO

Julio Bernardo da Silva Filho Farmacêutico, Ms.C.(UFRJ)

Tese apresentada como um dos requisitos à obtenção do Grau de

Doutor em Ciência do Solo

Porto Alegre (RS) Outubro, 1998

AGRADECIMENTOS

Ao Dr. Robert W.S.P. Thomas, pelos ensinamentos, orientação

e amizade sincera.

À Dra. Tereza Cristina P. Barbosa e ao Dr. Nelson H.

Gabilan, pelo apoio, amizade, auxílio no trabalho e acolhida na UFSC.

Aos professores, colegas e funcionários do Laboratório de

Microbiologia Aquática - Departamento de Ecologia e Zoologia (UFSC) e

do Laboratório de Microbiologia do Solo - Departamento de Solo

(UFRGS), pela acolhida e os bons momentos de convivência.

Aos amigos Juvenal, Zamir, Luiz Fernando, Lígia, Ivana,

Osni, Maria e Salete, do Sítio San German - Brunópolis (SC), pelo

fraterno convívio e grande amizade.

À Jane, Maurício e Gustavo, por me oportunizarem o estudo, e

com o seu amor tornarem possível vencer os obstáculos, tornando a

vida maravilhosa.

Aos amigos Ademir, Milo, Eddy, Mari, Toninho, Clair, Edson,

que conheci ainda na antiga FUCRI quando iniciava meus trabalhos na

região sul.

DEGRADAÇÃO DE FENOL POR MICRORGANISMOS ISOLADOS

DE EFLUENTE DA GASEIFICAÇÃO DO CARVÃO(1)

Autor: Julio Bernardo da Silva Filho Orientador: Dr. Robert W.S.P. Thomas Co-orientadora: Dra. Tereza C.P. Barbosa

SINOPSE

O efluente líquido de um gaseificador de carvão mineral tratado em um sistema de lodo ativado, é descartado no rio Urussanga (SC) com um teor de fenóis totais, compostos aromáticos e metais que inibem a germinação do trevo (Trifolium pratense) e o crescimento da aveia (Avena sativa) nos ensaios de crescimento em vasos. A população microbiana e o pH do solo elevaram-se após a adição do lodo ativado ao solo. Aproximadamente 40% dos microrganismos isolados caracterizaram-se como bactérias gram negativas produtoras de pigmentação amarelada, e os outros 60% como bactérias gram negativas, não pigmentadas e predominantemente não fermentadoras de carboidratos. Algumas bactérias foram identificadas como estirpes dos gêneros Pseudomonas e Acinetobacter. As 2 estirpes de leveduras isoladas e não identificadas, apresentaram atividades metabólicas nos meios com teores mais elevados de fenol, comparativamente às bactérias. O desenvolvimento microbiano nos meios suplementados com proteínas (TFn) apresentou-se mais efetivo que nos meios com sais minerais e amonium (MMO-II), incluindo a taxa de degradação do fenol, que diminui com o aumento da concentração de fenol no meio. O solo e a argila testados como suplementos (2,0% - p/v), seja como suporte, adsorventes ou fornecedores de nutrientes (matéria orgânica) e de sais minerais, forneceram taxas de degradação do fenol mais baixas. ___________________________________________________________

1 Tese apresentada para obtenção do Grau de Doutor em Ciências do Solo, Faculdade de Agronomia, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre. (122 p.) Outubro, 1998.

PHENOL DEGRADATION BY MICROORGANISMS ISOLATED FROM COAL GASIFICATION WASTEWATER(1)

SUMMARY Coal-tar effluents treated in na activated sludge is

discarded in Urussanga river (SC) with high phenol, aromatic compounds and metal concentration, that inhibit Trifolium pratense germination and Avena sativa developing in contaminated soils. Approximately 40% of the isolated microorganisms was characterizated as Gram negative bacterias producing yellow pigments, and 60% like Gram negatives and Gram variables bacterias, not pigmented and not fermenting sugars, identified as Pseudomonas and Acinetobacter. Two yeasts were isolated and not identified, they developed in higher phenols concentrations than bacteria did, and growth was better in protein supplemented medium (TFn), mineral salts and ammonium (MMO-II), although phenol degradation rate dropped with rising phenol concentration medium. Soil and clay tested like supplements (2,0% - p/v), like support or nutrient (organic matter) and minerals, showed shorter phenol degradation rate with slowler yeast metabolism.

______________________________

1 Ph.D. Thesis in Soil Science. Agronomy Department, Federal University of Rio Grande do Sul, Porto Alegre (RS) - October, 1998.

SUMÁRIO páginas

1. INTRODUÇÃO.....................................................01

2. OBJETIVOS......................................................04

3. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA. ........................................05

3.1 - O carvão mineral industrializado.........................05

3.2 - O tratamento dos efluentes...............................10

3.3 - A dispersão ambiental dos compostos associados ao

carvão...................................................18

3.4 - O despejo dos resíduos no solo...........................26

3.5 - Os microrganismos e a descontaminação do solo............32

4. MATERIAL E MÉTODOS.............................................38

4.1 - O lodo ativado............................................38

4.2 - Águas de lixiviação do carvão mineral.....................38

4.3 - Análises físico-químicas..................................39

4.4 - Determinação da concentração do fenol.....................41

4.5 - O solo e a argila testados................................42

4.6 - Isolamento, crescimento e conservação dos

microrganismos...........................................43

4.7 - Caracterização e quantificação microbianas...............46

4.8 - Ensaios de degradação do fenol...........................47

4.9 - Teste de concentração inibitória mínima...................48

4.10 - Teste de tolerância microbiana no solo...................50

4.11 - Teste de crescimento vegetal em vasos....................51

5. RESULTADOS E DISCUSSÃO..........................................54 5.1 - O lodo ativado e o descarte..............................54

5.2 - Isolamento e caracterização microbiana...................56

5.3 - Ensaio da concentração inibitória mínima.................62

5.4 - A degradação do fenol....................................63

5.5 - Quantificação microbiana.................................72

5.6 - Crescimento vegetal em vasos.............................79

6. CONCLUSÕES.....................................................84

7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS.....................................86

8. APÊNDICES......................................................99

9. VITA..........................................................128

RELAÇÃO DE TABELAS

páginas

1. Características físico-químicas do efluente do gaseificador de

carvão mineral tratado (lodo ativado) em uma Estação de Tratamento, Cocal do Sul (SC)...................................40

2. Características físico-químicas do solo coletado no município de

Brunópolis (Sítio San German), localizado no planalto de Santa Catarina, e da argila coletada no município de Viamão - RS..............................................................44

3. Meios de cultura para o isolamento microbiano...................46 4. Descrição do teste de crescimento vegetal em vasos..............53 5. Isolamento das bactérias nos meios TFn, TEG-1% e MEL-Fn, a partir

do lodo ativado da Estação de Tratamento de um gaseificador de carvão mineral..................................................58

6. Isolamento das leveduras nos meios TEG-1% e AGR-Fn, a partir do

lodo ativado da Estação de Tratamento de um gaseificador de carvão mineral.........................................................59

7. Características do crescimento bacteriano nos meios de cultura com

proteínas (TFn), com sais minerais e nitrato (MMO-I) e com sais minerais e amonium (MMO-II), acrescidos de fenol (0,5 g/l)............................................................60

8. Características fisiológicas das culturas bacterianas isoladas a

partir do lodo ativado da Estação de Tratamento do Efluente do gaseificador e das águas de lixiviação do carvão mineral.........................................................61

9. Crescimento microbiano no meio TFn com diferentes concentrações de

fenol, após 21 dias de incubação sob temperatura ambiente e agitação constante (32 rpm).....................................63

10. Taxa de degradação do fenol (mg/l/h) no teste de batelada com:

solo (2,0 % - p/v); argila (2,0% - p/v); sais minerais e amonium; fenol (0,5 e 1,0 g/l) e a levedura LEV-2, incubados sob temperatura ambiente (26,0 + 2,0 oC) e agitação constante (32 rpm)............................................................70

11. População de leveduras (UFC/ml) recuperadas no meio TFn (Tryptic Soy broth) com fenol (0,5 e 1,0 g/l) no teste de batelada com: solo (2,0 % - p/v); inóculo da levedura LEV-2 (3,7 + 0,2 x 107 UFC/ml); e fenol (0,4 g/l), sob incubação a temperatura ambiente (26 + 2 oC) e agitação contínua (32 rpm), realizado em triplicata (média + desvio padrão)..............................73

12. População de leveduras (UFC/ml) recuperadas no meio TFn (Tryptic

Soy broth) com fenol (0,5 e 1,0 g/l) no teste de batelada com:

solo (2,0 % - p/v); sais minerais e amonium (MMO-II); inóculo da levedura LEV-2 (7,7 + 0,2 x 107 UFC/ml); e fenol (0,4 g/l), sob incubação a temperatura ambiente (26 + 2 oC) e agitação contínua (32 rpm), realizado em triplicata (média + desvio padrão).........................................................74

13. População de leveduras (UFC/ml) recuperadas no meio TFn (Tryptic

Soy broth) com fenol (0,5 e 1,0 g/l) no teste de batelada com: argila (2,0 % - p/v); solo (2,0 % - p/v); inóculo da levedura LEV-2 (1,7 + 0,3 x 107 UFC/ml); e fenol (1,0 g/l), sob incubação a temperatura ambiente (26 + 2 oC) e agitação contínua (32 rpm), realizado em triplicata (média + desvio padrão).................75

14. Quantificação das bactérias totais (meio Thorton) e das

leveduras totais (meio GPENC) do solo testado nos tubos percoladores, antes e após a adição do lodo ativado, realizado em triplicata (média + desvio padrão)..............................76

15. Quantificação dos microrganismos heterotróficos (UFC/g) do solo

testado nos tubos percoladores (TP-I) e recuperados no meio com sais minerais e amonium (MMO-II) e fenol (0,03; 0,1; 0,5 e 1,0 g/l), antes e após a adição do lodo ativado (25% - v/v), realizado em triplicata (média + desvio padrão)...........................77

16. Quantificação dos microrganismos heterotróficos (UFC/g) do solo

no teste de crescimento vegetal em vaso (TCV-I), recuperados no meio TFn (Tryptic Soy broth) com fenol (0,5 e 1,0 g/l), após a adição do lodo ativado líquido (16 l/vaso); lodo concentrado (10 % - v/v); esterco e calcário, realizado em triplicata (média + desvio padrão).....................78

17. Determinação da condutividade e do pH do solo, antes e 30

dias após a adição do lodo ativado da Estação de Tratamento do Efluente do gaseificador de carvão mineral, realizado em triplicata (média + desvio padrão)......................80

18. Determinação da massa fresca e da massa seca de Avena sativa

(aveia) e do número de brotamentos de Trifolium pratense (trevo) no teste de crescimento vegetal em vaso (TCV), após a adição do efluente (16 l/vaso) e do lodo (10 % v/v) da Estação de Tratamento do Efluente do gaseificador de carvão mineral, realizado em triplicata (média + desvio padrão)..............................81

RELAÇÃO DE FIGURAS páginas

1. Estação de Tratamento do Efluente (ETE) do gaseificador de carvão

mineral, Cocal do Sul - SC......................................39 2. Esquema da análise dos fenóis totais............................42 3. Isolamento e conservação das cepas microbianas..................45 4. Esquema dos testes de degradação do fenol em batelada com

microrganismos isolados da Estação de Tratamento do Efluente do gaseificador de carvão..........................................49

5. Esquema do teste de recuperação microbiana nos meios com fenol, a

partir do solo contaminado com os resíduos da Estação de Tratamento do Efluente do gaseificador de carvão mineral........51

6. Esquema do teste de crescimento vegetal em vasos,

com solo contaminado com resíduos (efluente e lodo) da Estação de Tratamento do Efluente do gaseificador de carvão mineral........53

7. Crescimento das leveduras LEV-1 e LEV-2, e da bactéria BIR-4

(Acinetobacter calcoaceticus) no meio MMO-II-Fn (50,0 + 5,0 mg fenol/l) e concentração residual do fenol após a adição de concentrações crescentes de fenol (250,0 + 5,0; 440,0 + 10,0 e 840,0 + 5,0 mg/l) no teste de batelada incubado sob temperatura ambiente (26,0 + 2,0 oC) e agitação contínua (32 rpm)...........65

8. Concentração residual do fenol (mg/l) no teste de batelada com:

meio TFn (Tryptic Soy broth 2,5 g/l); com solo (2,0 % - p/v), sais minerais e amonium (MMO-II); com solo (2,0 % - p/v) e fenol (500 mg/l), após a adição do inóculo (1,0 %) da levedura LEV-2 (1,8 + 0,4 x 107 UFC/ml), incubados sob temperatura ambiente (26,0 + 2,0 oC) e agitação contínua (32 rpm)................................67

9. Concentração residual do fenol (mg/l) no teste de batelada nos

meios com: argila (2,0 % - p/v); solo (2,0 % - p/v) e fenol (500 mg/l), após a adição do inóculo (1,0 %) da levedura LEV-2 (3,8 + 0,2 x 107 UFC/ml), incubados sob temperatura ambiente (26,0 + 2,0 oC) e agitação contínua (32 rpm)............................68

10. Concentração residual do fenol (mg/l) no teste de batelada com:

meio TFn (Tryptic Soy broth 2,5 g/l); solo (2,0 % - p/v) e sais minerais com amonium (MMO-II); solo (2,0 % - p/v) sem sais minerais; fenol (500 mg/l), após a adição do inóculo (1,0 %) da levedura LEV-1 (3,6 + 0,3 x 107 UFC/ml), incubados sob temperatura ambiente (26,0 + 2,0 oC) e agitação contínua (32 rpm)..........72

11. Massa seca de aveia (Avena sativa) e pH da solução do solo, após

a contaminação do solo com o lodo ativado (LAt: 384,0 ml/Kg; LA-c: 77,0 ml/Kg), e a adição de calcário (Cal: 4,3 g/Kg) e esterco bovino (Est: 46,0 g/Kg), após a semeadura (100 sementes/vaso) e o crescimento da planta (30 a 40 dias)............................82

LISTA DE ABREVIATURAS, EXPRESSÕES E FORMULAÇÕES Abs - absorbância

AGR-Fn - Agrosix + fenol

ALC - águas de lixiviação do carvão

AMP - adenosina-monofosfato

ARA - arabinose

ARG - arginina

ASE - área superficial específica

BGN - bastonete gram negativo

BIR - lodo ativado incubado (3 dias) oC - graus centígrados

Cal - calcário

CAT - catalase

c.c. - capacidade de campo

CEC 5.200 - carvão energético para cimenteiras (5.200 Kcal/Kg)

CET 4.500 - carvão energético termelétrico (4.500 Kcal/Kg)

CIM - concentração inibitória mínima

CIT - citrato

cm - centímetro

cm3 - centímetro cúbico

C/N - relação carbono/nitrogênio

CoA - coenzima A

coal tar - betumen do carvão

COD - carbono orgânico dissolvido

CTC - capacidade de troca de cátions

DBO - demanda bioquímica de oxigênio

DQO - demanda química de oxigênio

EF - efluente final

ELG - efluente líquido do gaseificador

ESC - esculina

Est - esterco bovino estabilizado

ETE - estação de tratamento de efluentes líquidos

ETG - energia térmica e efluente do gaseificador

FER - fermentação

FeS2 - pirita

FRU - frutose

FSI - índice de inchamento do carvão

G - gaseificador

g - grama

GAL - galactose

g/l/d - grama por litro por dia

GLI - glicose

GM - grânulo metacromático

GN - gram negativo

GPENC - Glicose, peptona, extrato de levedura, cloreto de sódio,

cloranfenicol

GV - gram variável

HAP - hidrocarbonetos aromáticos policíclicos

HPLC - cromatografia líquida de alta pressão

H2SO4 - ácido sulfúrico

IND - indol

INO - inositol

Kg - kilograma

Kcal/Kg - kilocalorias por kilograma

Km - kilometro

Km2 - kilometro quadrado

LAC - lactose

LA-c - Lodo ativado concentrado

lag fase - período inicial de adaptação do crescimento microbiano

LAT, LAt - lodo ativado

LEV - levedura

l/h - litro por hora

LIS - lisina

m3 - metro cúbico

m3/h - metro cúbico por hora

MCS - meio de cultura sólido

MEL-Fn - melaço + fenol

mg/Kg/s - miligrama por kilograma por segundo

mg/Kg/h - miligrama por kilograma por hora

mg/l - miligrama por litro

MLT - maltose

mm - milimetro

mM - milimolar

MMO - solução de sais minerais

MNS - manose

ms - milisiemens

MTL - manitol

NaCl - cloreto de sódio

ng - nanograma

NIT - nitrato

nm - nanometro

0-, m-, p- - orto, meta, para

O2 - oxigênio gasoso

ONP, ONPG - orto-nitrofenil—beta-D-galactosidade

ORN - ornitina

OXI - oxidase

P - Percolador

pH - potencial hidrogeniônico

p/p - peso por peso

ppm - parte por milhão

PR - Paraná

PRNT - Padronização e regulamentação de normas técnicas

p/v - peso por volume

qmax - taxa de degradação máxima

RE - recirculação do efluente

RJ - Rio de Janeiro

ROM - run of mine - carvão bruto

Rpm - revoluções por minuto

RS - Rio Grande do Sul

RU - Rio Urussanga

SC - Santa Catarina

spread plate - espalhamento em placa

TA - Tanque de aeração

Tb - argila de baixa atividade

TD - Teste de degradação

TEF - Tryptic Soy broth + efluente do gaseificador

TFn - Tryptic Soy broth + fenol

TP - Teste em percolador

TS - Tanque de sedimentação

TSB - Tryptic Soy broth

TV - Teste em vaso

UFC/ml - unidades formadoras de colônias por mililitro

UFC/g - unidades formadoras de colônias por grama

URE - uréia

VM - vermelho de metila

VP - Voges-Proskauer

v/v - volume por volume

XIL - xilose

wetland - banhado natural ou artificial

g - micrograma

g/l - micrograma por litro

m - micrometro

LISTA DE EQUIPAMENTOS UTILIZADOS Autoclave vertical mod. AV-50 - PHOENIX (Araraquara - SP) Balança analítica GA-200 - OHAUS Banho-maria - dbm 120 - BENFER Capela - mod. FLV - série 705 - TROX DO BRASIL LTDA (Curitiba - PR) Estufa incubadora para BOD - mod. 347-F - FANEM (São Paulo) Estufa de esterilização Universal - mod.219 - FABBE-PRIMAR Estufa - ref.363-516 - BIOMATIC (Porto Alegre - RS) Microplate Reader 2001 - WHITTAKER BIOPRODUCTS Medidor de pH mod. 5996-60 - COLE PARMER (Chicago - EUA) Sonicador - BRANSONIC-5 Vortex Genie 2 - SCIENTIFIC INDUSTRIES

1. INTRODUÇÃO

A recente reunião mundial sobre o clima, realizada

em Kyoto (Japão) no início de 1998, enfatizou as discussões

sobre a qualidade do ambiente para a conservação das

espécies e para a sobrevivência do ser humano. A principal

conclusão dos países industrializados e dos países em

desenvolvimento participantes deste encontro, esteve

direcionada à necessidade de um controle na produção,

emissão e despejo de inúmeras substâncias no ambiente, em

conseqüência das alterações climáticas que afetam

atualmente todo o planeta. Apesar dos esforços dos vários

dirigentes em concordarem na busca de soluções para

amenizar a atual situação crítica ambiental, a resolução

dos problemas técnicos e políticos para um curto prazo não

são otimistas, especialmente àqueles relacionados à queima

dos combustíveis fósseis.

O estabelecimento dos índices aceitáveis de

poluição, a padronização e a viabilidade das técnicas, a

identificação das complexas substâncias químicas produzidas

e depositadas na água e no solo, a poluição do ar e os

consequentes efeitos às diferentes formas de vida, são

alguns dos principais fatores relacionados à valorização da

qualidade ambiental.

Deste modo, o tema central do presente projeto está

relacionado à qualidade do ambiente, mais especificamente à

adequação ou inadequação do despejo de um efluente líquido

tratado sobre os corpos de água e do descarte do resíduo

sólido no solo.

A escolha de um modelo que focalizasse algumas das

questões anteriormente citadas, foi desenvolvido em vários

experimentos prévios. A padronização das técnicas e o

desenvolvimento metodológico enfatizaram: o isolamento

microbiano a partir do efluente de um gaseificador de

carvão, a caracterização de alguns microrganismos adaptados

ao efluente testado, o cultivo de alguns vegetais em solos

contaminados e a utilização do fenol como modelo de agente

tóxico aos microrganismos, utilizado como agente

bactericida em concentrações superiores a 350 mg/l.

Os modelos foram desenvolvidos em ambientes

contaminados com o efluente de um gaseificador de carvão

mineral e pretendem representar de alguma forma, um

conjunto de interações entre os seres vivos e o meio

abiótico, de fundamental interesse para os sistemas

convencionais de tratamento de efluentes.

Em virtude das dificuldades técnicas encontradas

para a realização deste trabalho, acreditamos ser da máxima

importância a continuidade da pesquisa, no intuito de

minimizar os problemas ocasionados pela deposição dos

efluentes no ambiente e especialmente no solo, e

consequentemente promover a melhoria da qualidade de vida.

2. OBJETIVOS

a) Isolar e caracterizar microrganismos a partir do

lodo ativado do sistema de tratamento de efluentes de um

gaseificador de carvão mineral e determinar o crescimento

em diferentes meios (com sais minerais, solo e argila), e

diferentes concentrações de fenol;

b) Experimentar diferentes modelos em testes de

laboratório e testes de campo, para testar a tolerância

microbiana e vegetal aos compostos presentes em um efluente

industrial, originários da Estação de Tratamento do

Efluente de um gaseificador de carvão mineral, com ênfase

nos compostos aromáticos e no fenol;

c) Comparar o crescimento das plantas Trifolium

pratense (trevo) e Avena sativa (aveia) cultivadas em

vasos, após a contaminação do solo com os resíduos (lodo

ativado diluído e concentrado) da Estação de Tratamento

acima citada.

3. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

3.1 - O carvão mineral industrializado

O carvão mineral é explorado na região sul do país

desde o século passado, mas o grande desenvolvimento na

mineração ocorreu na década de 1970, após a crise do

petróleo. O Estado do Rio Grande do Sul (RS) concentra 89%

das reservas totais do carvão energético do país estimadas

em 32,2 bilhões de toneladas, entretanto a maior parte das

minas ativas está localizada no Estado de Santa Catarina

(SC), responsável por 33% da produção nacional de um carvão

de melhor qualidade. A produção mineral catarinense era de

3 milhões de toneladas anuais na década de 60, atingindo o

auge de 18 milhões de toneladas em 1985, reduzindo

novamente para 3 milhões de toneladas no ano de 1996. Os

três Estados da região sul do Brasil (RS, SC e PR)

produziram 5.398.011 toneladas de carvão em 1996, mostrando

um declínio de 2% na mineração em relação ao ano de 1995

(Brito, 1997).

A intensa exploração e utilização do carvão durante

os últimos 30 anos, conduziu à degradação ambiental da

região sul catarinense. A drenagem ácida das minas e dos

rejeitos contaminando os corpos de água, com o assoreamento

dos alagadiços e a degradação do solo pela deposição dos

rejeitos, aliados a poluição do ar com o incremento da

queima do carvão, constituíram e ainda constituem os

principais impactos ambientais desta região. A bacia

carbonífera catarinense é drenada por três rios principais:

Araranguá, Urussanga e Tubarão, cujos afluentes ocupam uma

área de 8.415 Km2 entre alagadiços costeiros ao Oceano

Atlântico, na região sul do Estado (Sanchez et.al., 1994).

A energia elétrica no Brasil é predominantemente

gerada nas usinas hidrelétricas (92,6%), enquanto a

termeletricidade pelo carvão corresponde a 1,5% do total da

energia ofertada. Em SC operam três usinas hidrelétricas e

quatro termelétricas, que consumiram 1.416 milhões de

toneladas de carvão em 1996. O carvão energético

termelétrico (CET 4.500) possui um poder calorífico mínimo

de 4.500 Kcal/Kg, granulometria máxima de 25 mm, teor

máximo de cinzas de 42 % e um teor máximo de enxofre de 4 %

(Brito, 1997).

O carvão nacional contem um alto teor de cinzas e

de enxofre orgânico associado, que interferem nos processos

industriais. Atualmente, todo o carvão usado nas

siderúrgicas para a redução do minério de ferro é

importado. A mistura do carvão com óleo é utilizada nos

fornos da indústria cimenteira, das cerâmicas e na geração

de vapor de água na indústria de produção do papel.

Aproximadamente 35% do carvão de SC é composto pela fração

CEC 5.200 (carvão energético para cimenteiras) com um poder

calorífico de 5.200 Kcal/Kg, granulometria máxima de 25 mm,

teor de cinzas superior a 35 % e FSI (índice de inchamento)

menor que 2, o que compromete o desempenho deste carvão nos

gaseificadores das indústrias cerâmicas (Brito, 1997).

A carbonização industrial do carvão em temperaturas

superiores a 450 oC produz betumen, coque, gases, óleos e

líquidos amoniacais. A carbonização primária do carvão que

ocorre entre 425 oC e 550 oC, caracteriza-se pela

despolimerização e desprotonação dos compostos alifáticos,

com a liberação inicial do hidrogênio e a condensação

parcial dos compostos aromáticos, produzindo o alcatrão. A

carbonização secundária ocorre em temperaturas superiores

aos 500 oC, e é responsável pela maior produção dos gases,

com a liberação do hidrogênio aromático e a condensação dos

compostos aromáticos. As carbonizações primária e

secundária estão diretamente relacionadas ao teor de

hidrogênio presente nos compostos alifáticos e aromáticos,

respectivamente. Para a completa conversão do carvão em

gases combustíveis é necessária uma fonte externa de

hidrogênio, uma vez que o número de átomos de hidrogênio

presentes no carvão é menor que o número de átomos de

carbono, e a fonte mais prontamente disponível é

proporcionada pela água. A volatilização de alguns metais,

hidrocarbonetos, óxidos de nitrogênio e de enxofre ocorrem

nas temperaturas superiores aos 700 oC (Rhodes, 1945;

Braile e Cavalcanti, 1993).

A utilização do betumen do carvão (coal tar)

aconteceu primordialmente no século XIX. Nas três primeiras

décadas do século XX houve um incremento na produção dos

compostos aromáticos benzeno, tolueno, xileno, naftaleno e

antraceno a partir do carvão, utilizados principalmente na

produção de explosivos, corantes e resinas sintéticas. O

percentual de compostos aromáticos obtidos a partir da

destilação do material betuminoso é inferior a 30%,

dependendo do tipo de carvão e da temperatura de queima. O

carvão com maior teor de oxigênio produz compostos

betuminosos com maior teor de fenol (World Health

Organization, 1985).

Os compostos aromáticos obtidos a partir da queima

e da destilação do carvão podem ser agrupados em: 1 -

derivados benzênicos (benzeno, tolueno, xileno, piridina,

indol e outros); 2 - derivados hidroxilados (fenol, cresol,

xilenol, naftol e outros); 3 - compostos poliaromáticos

(naftaleno, acenafteno, fluoreno, fenantreno, antraceno,

pireno, criseno, carbazol e outros), totalizando algumas

centenas de compostos identificados por cromatografia

(Pörschmann e Stottmeister, 1993). A cromatografia gasosa

apresenta baixa reprodutibilidade na identificação dos

compostos fenólicos polares (como os pentaclorofenóis e os

nitrofenóis), neste caso a cromatografia líquida de alta

pressão (HPLC) é mais utilizada. O limite de detecção dos

compostos aromáticos na análise cromatográfica chega

normalmente a 10 ng, e a recuperação situa-se entre 30% e

70%. A extração dos hidrocarbonetos e dos compostos

aromáticos a partir da água, do solo, do efluente e do

carvão é o fator determinante no sucesso da análise (Lane

et.al., 1973; Vale, 1997).

Os rejeitos gerados no processo de mineração e de

queima do carvão são de alguma forma depositados e

dispersados no ambiente, ocasionando algum grau de

toxicidade ao ecossistema. As recomendações técnicas para

aliviar a degradação ambiental associada com a combustão do

carvão incluem a diminuição do consumo deste combustível

como fonte energética, a utilização de novas fontes

energéticas, a diminuição dos teores de enxofre e metais, a

remoção da pirita antes da combustão, a diluição dos

poluentes e o aumento da dispersão e finalmente, a

otimização no tratamento e na extração dos poluentes dos

efluentes após a combustão do carvão (Alvarez et.al. 1997).

3.2 - O tratamento dos efluentes

Os gases e partículas originários da queima do

carvão podem ser tratados em ciclones, com uma eficiência

na redução da emissão destas substâncias muitas vezes

superior a 95 %, mas são os efluentes líquidos que adquirem

maior importância devido ao volume e ao teor de substâncias

que entram em contato direto com os corpos de água

(Gallagher e Felix, 1985). Os lagos artificiais conhecidos

como lagoas de sedimentação, geralmente são utilizados para

o descarte dos efluentes líquidos previamente tratados ou

não, incluindo os efluentes da mineração do carvão. O

sistema de tratamento denominado de wetland (banhado

artificial) desenvolvido nos Estados Unidos da América

consiste basicamente na adição de carbonatos aos tanques de

água rasos, para correção do pH, permitindo o

desenvolvimento de microrganismos (bactérias e algas

principalmente) e plantas aquáticas (especialmente Typha

latifolia e Sphagnum recurvum), que proporcionam ao final

do processo uma elevação satisfatória do pH e uma

diminuição no teor dos metais, dos sulfatos e dos íons de

ferro nos efluentes líquidos (Hedin, 1989), devido aos

mecanismos de adsorção e acumulação na matéria orgânica

(Churchill et.al., 1995).

Após um período de quatro meses de operação dos

wetlands, os resultados mostraram um aumento considerável

no tempo de retenção dos íons de ferro e a retirada dos

elementos metálicos do efluente líquido, com uma vazão de

entrada e saída controladas e favorecido pelo processo

abiótico de sedimentação dos oxi-hidróxidos nas situações

ambientais onde o pH esteve próximo da neutralidade

(Nakamura, 1988). O tamanho da área do wetland recomendado

para a remoção de 1,0 Kg de ferro/ano é de aproximadamente

2 m2 em virtude da baixa taxa de aplicação (processo

lento). Entretanto, a contaminação do lençol freático, a

necessidade de áreas extensas, a manutenção e a conservação

periódicas são algumas das limitações operacionais deste

sistema de tratamento, desenvolvido inicialmente para a

remoção dos metais pesados oriundos da lixiviação das águas

ácidas da mineração do carvão (Hedin, 1989).

Os sistemas de tratamento de efluentes

convencionais operam em sucessivas fases e variam

distintamente em cada processo ou etapa. De um modo

simplificado, as principais variações ocorrem em relação ao

fluxo (ex.: contínuo ou batelada, ascendente ou

descendente); ao volume (dimensionamento dos reatores); à

necessidade de aeração (ex.: aeróbio ou anaeróbio); ao

material suporte (ex.: fixo ou móvel, mineral ou sintético)

e ao tipo de afluente a ser tratado (ex.: orgânico ou

inorgânico). A primeira fase é denominada de tratamento

primário e inclui algumas técnicas físico-químicas de

separação, coagulação, floculação e sedimentação,

orientadas principalmente para a remoção do material

suspenso. O tratamento secundário subsequente é um processo

essencialmente bioquímico, mediado frequentemente por

microrganismos e consiste na remoção do material dissolvido

no efluente líquido. O sistema terciário ou avançado de

tratamento utiliza processos bioquímicos e físico-químicos

especiais (ex.: ultrafiltração, adsorção, diálise, troca

iônica e outros), conforme a natureza e a constituição do

efluente final (Metcalf e Eddy, 1981; Rittmann, 1992).

Os sistemas de tratamento em leitos fluidizados e

os filtros percoladores utilizam as propriedades da

adsorção microbiana em suportes e se destacam entre os

processos mais efetivos utilizados. Os filtros biológicos

podem apresentar reduções superiores a 99,5% na

concentração do fenol no efluente tratado (Bettmann e Rehm,

1984). Diversos materiais como a argila, areia, cascalho,

antracito, carvão ativado e vários materiais sintéticos

(ex.: poliacrilamida, polivinil, poliuretano, poliester)

são utilizados como suportes dos leitos filtrantes

(Rittmann, 1992). A maior área superficial específica do

suporte corresponde diretamente a uma maior capacidade

adsortiva do suporte. Desta forma o carvão ativado é

utilizado em alguns sistemas de tratamento de águas para o

consumo humano, proporcionando o tamponamento dos efeitos

tóxicos do fenol e demais compostos que possam estar

presentes nas águas tratadas (Srivastava e Tyagi, 1995).

O processo de lodo ativado é o tratamento mais

utilizado para os efluentes orgânicos industriais e é um

processo essencialmente aeróbico, apresentando a

necessidade de uma oxigenação adicional proporcionada por

aeradores eletro-mecânicos. Este sistema de tratamento

apresenta complexas interações biológicas no interior do

reator, com variações no predomínio das populações, na

medida em que a composição do meio é modificada. A presença

de uma biota diversificada em função das variações físico-

químicas, da disponibilidade e do teor de nutrientes, forma

uma espécie de consórcio metabólico e inclui os organismos

predadores e os microrganismos competidores (Field et.al.,

1995). O mecanismo sortivo (adsorção, absorção e dessorção)

favorece a formação de polímeros, de micro-habitats, de

colônias e de flocos, a partir dos exopolímeros orgânicos e

inorgânicos e dos compostos iônicos presentes nos reatores

(Bossier e Verstraete, 1996).

A transformação do resíduo, principalmente o

orgânico encontrado nos efluentes líquidos, está

diretamente relacionada às condições físico-químicas do

meio, e à presença dos microrganismos adaptados e efetivos

na produção de enzimas intra e extracelulares, fundamentais

na metabolização dos compostos orgânicos (Rittmann, 1992).

O potencial hidrogeniônico (pH), o potencial redox, o teor

de oxigênio e a concentração dos nutrientes, são os

principais fatores determinantes da capacidade de

metabolização microbiana (Rodney e Greenfield, 1994). A

suplementação de nutrientes (sais minerais) geralmente

aumenta a taxa de metabolização dos compostos e diminui o

período inicial de adaptação (lag fase) do crescimento

microbiano (Kim e Armstrong, 1981; Swindoll et.al., 1988).

Nos reatores, basicamente é o controle do volume líquido

que possibilita determinar a concentração e o fluxo do

substrato, o tempo de retenção (idade média da célula

bacteriana) e a cinética de degradação microbiana (Metcalf

e Eddy, 1981; Rittmann, 1992).

A cinética compreende a velocidade de transformação

de um ou mais componentes de uma reação, e é determinada a

partir das equações matemáticas de Monod e de Michaelis-

Menten (Bae et.al., 1995). O dimensionamento das estações

de tratamento de efluentes (ETE), especialmente líquidos, é

efetuado a partir dos cálculos das taxas de degradação e da

eficiência de estabilização de um determinado resíduo ou

substância em um reator, a partir dos resultados obtidos

nos testes experimentais efetuados em sistemas pilotos

(Rozich et.al., 1983; Bae et.al., 1995). Alguns exemplos

dos testes de degradação do fenol, efetuados em reatores

semi-contínuos com carvão ativado e em reatores de fluxo

contínuo aerados (tempo de retenção de 36 horas), mostraram

a remoção completa de 490 mg fenol/l e de 810 mg fenol/l,

respectivamente após 3 dias (Bae et.al., 1995). Conforme

Kindzierski et.al. (1995), a taxa de remoção do fenol pode

ser superior a 12,3 g/l/d nos reatores biológicos que

utilizam microrganismos selecionados e imobilizados em

suporte sintético. Ambujol e Manilal (1995) obtiveram uma

degradação de 50 % do fenol (500 ppm) após 5 horas de

incubação de um consórcio microbiano aeróbico, em teste de

batelada sob temperatura ambiente.

O efluente líquido de um gaseificador de carvão

mineral apresenta uma elevada alcalinidade conferida pelos

teores de amônia e bicarbonatos, comumente denominado de

licor fenólico devido aos vários compostos aromáticos

presentes e compreendendo aproximadamente 40% da demanda

química de oxigênio total (Raizer Neto, 1991). As

hidantoínas contribuem com outros 30%, enquanto que o grupo

restante é formado por metanol, acetonitrila, o-cresol, m-

cresol, p-cresol e vários outros compostos aromáticos,

incluindo os hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (HAP)

que possuem baixa solubilidade em água e encontram-se

associados aos compostos inorgânicos e orgânicos presentes

no meio, que são também decompostos nos sistemas de lodos

ativados (Cardinal e Stentrom, 1991; Ramaswami e Luthy,

1997).

A concentração do fenol presente nos efluentes

tratados de alguns gaseificadores de carvão mineral, foi

reduzida satisfatoriamente em sistemas pilotos

desenvolvidos nos Estados Unidos e na Polônia. Os

experimentos efetuados em reatores biológicos (sistema de

lodo ativado), apresentaram uma eficiência superior a 90%

(Apêndices 1 e 2). Teores de fenol superiores a 1.500 mg/l

podem ser reduzidos em condições adequadas, para menos de

10 mg/l (Gallagher e Félix, 1985; Pitter e Chudoba, 1990).

A sedimentação do lodo nos tanques da ETE e nos corpos de

água após o descarte, remove quase que completamente os

compostos aromáticos e os metais pesados (Means et.al.,

1980).

A estabilização final dos resíduos sólidos e

líquidos tratados acontece na água e no solo, lembrando que

a disposição sistemática dos esgotos domésticos no solo

como forma de tratamento desenvolveu-se a partir do século

passado, através da utilização do mecanismo natural de

filtração e da porosidade inerentes ao solo. Atualmente, o

procedimento de irrigação de culturas e florestas, através

da dispersão dos efluentes secundários tratados ao solo,

permite entre outros: a eliminação de um grande número de

organismos patogênicos de interesse humano, a rápida

assimilação dos nutrientes, a assimilação do nitrogênio e

do fósforo efetuados pelos microrganismos e vegetais

presentes no solo (Morgan e Watkinson, 1989; Anex, 1996).

Uma das alternativas investigadas compreende a

estabilização do resíduo sólido urbano e industrial através

do processo de compostagem. Os resultados das análises

efetuadas no resíduo final deste processo, mostraram

condições sanitárias adequadas para a deposição no solo,

proporcionando ainda um incremento de nutrientes e de

matéria orgânica, a elevação do pH e a melhoria das

condições estruturais do solo, em consequência da

estabilização da matéria orgânica efetuada por

microrganismos e macroinvertebrados, evidenciada pela

relação carbono/nitrogênio (C/N) situada nos valores

próximos a 10 (Bidone, 1995).

3.3 - A dispersão ambiental dos compostos

associados ao carvão

O carvão provavelmente teve sua origem a partir da

transformação da turfa, principalmente nas regiões alagadas

com elevado teor de matéria orgânica, em decorrência do

acúmulo na concentração de minerais e da fixação orgânica

do sulfato. Os compostos orgânicos associados ao enxofre

(tiossulfatos, tiocianatos, tetrationatos, sulfetos e

outros) contribuem para uma variação natural na

concentração dos compostos derivados do enxofre presentes

nos solos de climas temperados, segundo Wainwright (1984)

entre 100 g e 15.000 g de enxofre total/g de solo não

contaminado industrialmente. O teor de sulfetos e sulfatos

é importante na mineralização do carbono e na redução dos

íons ferrosos presentes no solo (Grant et.al., 1979). Entre

os compostos aromáticos componentes do enxofre orgânico do

carvão, destacam-se os compostos tiofênicos, provavelmente

originários do metabolismo microbiano anaeróbio, mais

especificamente relacionados às bactérias redutoras de

sulfato que se encontram presentes nas regiões alagadas

(Stoner et.al., 1990).

A concentração dos compostos sulfatados está

frequentemente aumentada nos efluentes, sedimentos e

resíduos associados ao carvão, uma vez que todo carvão

contem pirita (FeS2) em algum grau (Altschuler et.al.,

1983). O enxofre liberado na queima do carvão é

posteriormente oxidado na atmosfera formando a chuva ácida

e juntamente com as águas ácidas da lixiviação do carvão,

em conseqüência do ácido sulfúrico (H2SO4) formado durante

o metabolismo microbiano quimiolitotrófico (Herlihy e

Mills, 1985), participam da acidificação do solo e

proporcionam um aumento na concentração de vários metais na

solução do solo (Zelmanowitz et.al., 1995).

Os resultados de um levantamento efetuado pela

Fundacentro (1983) na região sul catarinense, mostraram

valores de pH entre 2,8 e 4,6 nos efluentes não tratados

das coquerias. Na produção do carvão bruto ROM (run of

mine) é gerado entre 60 m3 e 600 m3 de efluente líquido/hora

ou de outra forma, entre 0,2 m3 e 2,8 m3 de efluente

líquido/tonelada de ROM processado. O teor de alguns metais

pesados nos efluentes hídricos da região, mostraram

concentrações de ferro entre 7,5 mg/l e 55,0 mg/l; de

cádmio inferior a 0,1 mg/l; de cobre entre 0,1 mg/l e 0,3

mg/l; de mercúrio entre 0,1 g/l e 1,0 mg/l e de cromo

entre 0,2 mg/l e 1,1 mg/l, entre outros. O teor de fenóis

totais analisado situou-se entre 5,8 g/l e 16,8 g/l

(Fundacentro, 1983).

A contaminação da água a partir da lixiviação dos

resíduos da mineração e dos efluentes do carvão, ocasionam

uma acentuada redução no número e nas espécies dos

indivíduos, que normalmente habitam os corpos de águas

naturais (Sayler et.al., 1982). A toxicidade resulta das

condições ácidas, da elevada concentração de ferro

dissolvido, da desestabilização dos substratos após a

precipitação dos hidróxidos férricos floculados e a

consequente redução do perifíton, principal fonte orgânica

de alimentação dos organismos aquáticos. A concentração dos

íons de ferro entre 0,3 mg/l e 1,2 mg/l é nociva aos

insetos aquáticos e concentrações acima de 10 mg/l, inibem

extensivamente a reprodução de vários macroinvertebrados

aquáticos (Rasmussen e Lindegaard, 1988).

A ingestão e a inalação de agentes etiológicos

presentes na água consumida são de extremo interesse na

epidemiologia humana, preocupada em estabelecer as relações

causais e em determinar o risco potencial na veiculação de

doenças. Os mamíferos não possuem mecanismos homeostáticos

adequados para excluir ou excretar alguns elementos

químicos que se acumulam nos tecidos, com o decorrer da

idade e do tempo de exposição (Chapman, 1995). A inalação e

a deposição de partículas menores de 5 m de diâmetro no

trato respiratório humano por exemplo, têm contribuído para

o aumento da incidência mundial de processos

carcinogênicos, especialmente àquelas partículas associadas

aos compostos aromáticos policíclicos liberados a partir da

queima do petróleo e do carvão (Mara e Clapham, 1997). Um

exemplo desta substância é o benzo(a)pireno, um composto

aromático policíclico responsável pela atividade deletéria

biológica nos extratos dos sedimentos contaminados com

efluentes de gaseificadores de carvão (Marvin et.al.,

1995).

Os padrões estabelecidos para a qualidade da água

incluem valores mínimos aceitáveis para algumas substâncias

químicas, incluindo àquelas substâncias de potencial

carcinogênico, normalmente presentes nos resíduos e

efluentes produzidos na industrialização do petróleo e do

carvão (World Health Organization, 1985). A Comunidade

Européia sugere para os aromáticos policíclicos um nível

inferior a 0,2 g/l para a água de consumo e alerta que

qualquer aumento no teor dos compostos fenólicos deve ser

levado em consideração, não apenas pela toxicidade à vida

aquática em geral, mas também pela sensação de gosto e odor

que ocasiona, inclusive nas concentrações normalmente não

tóxicas (Martinez et.al., 1996). Análises cromatográficas

de alguns óleos essenciais de plantas revelaram a presença

de polifenóis e compostos aromáticos policíclicos,

confirmando a presença do fenol e seus derivados nas águas

naturais como resultado da decomposição vegetal (Reed,

1995).

O estabelecimento dos índices de toxicidade

ambientais são complexos, em virtude das interferências

naturais do ambiente e do comportamento dos modelos

utilizados (Chapman, 1995; Larson e Cowan, 1995),

entretanto os níveis de poluição ou toxicidade ambiental

podem ser estimados através dos bioensaios, na medida em

que sejam observados e monitorados os efeitos danosos nos

seres vivos (Liu e Suflita, 1993). Os compostos aromáticos

de baixo peso molecular originários da degradação da

lignina, poderiam estimular os hormônios de crescimento

vegetal ou até mesmo inibir os consumos de fósforo e

potássio, em decorrência das variações nas concentrações

extremamente baixas que normalmente ocorrem no solo

(Simonich e Hites, 1995). Os compostos orgânicos presentes

nos resíduos são geralmente menos tóxicos que os metais,

embora a persistência de uma toxicidade residual esteja

relacionada principalmente, ao incremento no teor dos

metais pesados e às interações entre os compostos químicos

estranhos ao ambiente (xenobióticos), muitas vezes de

difícil degradação (recalcitrantes), com as partículas do

solo (Lankford et.al., 1988).

Os trabalhos de Goodin e Webber (1995) com

aplicações dos resíduos municipais sólidos tratados ao

solo, contendo até 100 mg de compostos aromáticos

policíclicos/Kg de resíduo seco, não mostraram absorção de

benzo(a)pireno e de outros compostos aromáticos

policíclicos nos vegetais Zea mays, Glycine max e Avena

sativa cultivados. A presença de vários compostos

aromáticos na epiderme das raízes de hortaliças cultivadas

em solos, que receberam o mesmo tipo de resíduo sólido

urbano tratado, aparentemente não causaram dano ao

desenvolvimento vegetal (Wild e Jones, 1992). A absorção

das substâncias químicas do solo ocorre através das raízes

das plantas, entretanto os compostos podem ser depositados

nas folhas e a partir dos estômatos atingirem o floema,

principalmente os compostos orgânicos dispersados no ar.

Com relação aos metais pesados, a absorção e a distribuição

dos elementos minerais nas plantas não é uniforme,

especialmente quando a concentração dos metais no ambiente

está elevada. Os cátions metálicos geralmente permanecem

nas raízes e apenas uma pequena proporção é transferida às

partes superiores do vegetal. A tolerância varia com a

espécie de planta, com a concentração e com as

características da substância acumulada no ambiente. Apesar

das variações observadas, os vegetais tem sido utilizados

para indicar o nível de contaminação ambiental em algumas

áreas (Berti e Jacobs, 1996; Salé et.al., 1996).

Mais de 160 compostos aromáticos foram

identificados nos solos contaminados com resíduos urbanos e

industriais tratados, e estes compostos representam um

risco ambiental devido ao caráter mutagênico e

carcinogênico (World Health Organization, 1985). Alterações

genéticas que resultam em modificações fisiológicas, seja

na atividade enzimática, na taxa de crescimento e na taxa

de mineralização de um substrato específico, podem ser

utilizadas para estimar a toxicidade de um composto ou

resíduo. O estabelecimento de um grau de risco ou de

toxicidade para as substâncias químicas, está diretamente

relacionado ao efeito ocasionado nos seres vivos, através

da observação das taxas (números) ou doses (concentrações)

que proporcionam a morte (ex.: dose letal) ou alterações

fisiológicas (ex.: índice de mutagenicidade) nos testes

experimentais que utilizam os microrganismos, as plantas,

os crustáceos e os animais como modelos. Os testes de AMES

e da Concentração Inibitória Mínima (CIM) realizados com

bactérias, são geralmente utilizados como indicadores da

toxicidade ambiental (Lankford et.al., 1988; Massey et.al.,

1994).

3.4 - O despejo dos resíduos no solo

A composição do solo é consequência do intemperismo

relacionado às constantes mudanças ocorridas ao longo dos

anos, incluindo os processos físico-químicos e biológicos,

em função do material de origem (sólidos minerais e matéria

orgânica), clima (água, ar, gases e temperatura),

organismos, relevo e tempo. A água penetra nos minerais e

ocasiona a expansão e a quebra das camadas superficiais,

facilitando o acesso dos íons presentes e dissolvidos na

própria água, originários dos ácidos orgânicos e

inorgânicos, da matéria orgânica e dos óxidos (Stotzky,

1986).

O fenômeno de interação química entre os colóides

(mineral ou orgânico) e os diversos compostos presentes no

solo, está relacionado à camada de hidratação e à camada

iônica superficial dos minerais, responsáveis pelos

mecanismos de atração e difusão eletrostáticas (Huang

et.al., 1996). A composição e a estrutura determinarão os

fenômenos de sorcão e reação entre os vários compostos e as

argilas e a matéria orgânica do solo (Lo et.al., 1997). A

interação entre a matéria orgânica, a argila mineral e as

enzimas do solo, é de fundamental importância na

metabolização dos compostos orgânicos, na formação dos

agregados e na estruturação do solo, atuando no controle da

acidez, na reciclagem dos nutrientes e na manutenção da

umidade (Burns, 1986; Claus e Filip, 1988).

O pequeno tamanho das argilas minerais (diâmetro

inferior a 0,002 mm) e a elevada área superficial carregada

ionicamente, possibilita a adsorção de vários compostos

orgânicos e inorgânicos, incluindo as substâncias

aromáticas e os metais pesados. De modo similar aos

nutrientes inorgânicos, os metais pesados associados às

argilas podem ser trocáveis e consequentemente, as argilas

poderiam ser utilizadas como suportes para os sistemas de

tratamentos de efluentes terciários. De modo geral, quanto

menor a ionização das cargas superficiais dos colóides,

maior o caráter hidrofóbico e a capacidade de adsorção

(Lothenbach et.al., 1997).

Na argila montmorilonita, aproximadamente 17% do

alumínio estrutural (Al3+) está substituído por magnésio

(Mg2+). Devido a uma força de atração fraca entre as placas

cristalinas (silicatos) adjacentes na vermiculita,

esmectita e montmorilonita, estas argilas expandem em

contato com a água. A argila caolinita possui uma dupla

camada de silicatos (SiO) e uma forte ligação das pontes de

hidrogênio (H+) com as camadas de oxidrilas (OH-), formando

partículas maiores e não permitindo a entrada de água e de

cátions entre as camadas cristalinas. As substituições

isomórficas carregam negativamente a estrutura das argilas

e são as principais responsáveis pela força de atração e

retenção dos cátions (Stotzky, 1986). Os cátions

monovalentes sódio (Na+) e potássio (K+) possuem uma

energia de hidratação baixa e podem ser facilmente

desidratados, interagindo com os grupos aniônicos das

substâncias húmicas (matéria orgânica) no processo de

troca. Os cátions lítio (Li+), magnésio (Mg2+), cálcio

(Ca2+) e bário (Ba2+) formam sais fortemente hidratados e

interagem com as substâncias húmicas através das pontes de

água, mesmo em condições experimentais de extrema secura

(Varadachari et.al., 1994).

O percentual de saturação de bases de um solo,

corresponde diretamente ao percentual de sítios trocáveis

na estrutura dos colóides ocupados pelos cátions (CTC),

contribuindo para a acidez ou a alcalinidade do solo. Os

íons alumínio (Al3+) e principalmente o hidrogênio (H+)

diminuem o pH da solução do solo, enquanto os íons cálcio

(Ca2+), magnésio (Mg2+), manganês (Mn2+) e sódio (Na+)

geralmente aumentam. O pH do solo está intrinsecamente

relacionado à lixiviação dos minerais e à disponibilidade

dos nutrientes às plantas. A água e os íons hidrogênio (H+)

são absorvidos e liberados mais facilmente que o nitrogênio

(N) por exemplo, destacando que os nutrientes estarão

disponíveis aos vegetais na forma solúvel (Stotzky, 1986;

Manahan, 1991).

Nos solos com baixos teores de matéria orgânica, os

fenômenos sortivos relacionam-se preferencialmente com a

área superficial específica (ASE) e com a CTC dos colóides.

As propriedades sortivas da matéria orgânica são similares

para os diferentes solos, ressaltando que a CTC da matéria

orgânica é maior que a das argilas (Huang et.al., 1996). As

substâncias húmicas (ácidos orgânicos constituintes da

matéria orgânica) interagem com diversos compostos

hidrofílicos e hidrofóbicos presentes na solução do solo e

na água. O carbono orgânico dissolvido (COD) na água é uma

fonte importante de contaminantes orgânicos e inorgânicos e

apresenta máxima adsorção entre o pH 4 e pH 5, contribuindo

para o processo de lixiviação e de podzolização do solo. O

complexo orgânico-metálico resultante desta interação,

apresenta solubilidade aumentada entre o pH 5 e pH 6 (Vance

e David, 1992; Baham e Sposito, 1994).

A umidade, o pH e a força iônica são fatores

importantes no mecanismo de sorção e a água representa o

meio de transporte e a ponte entre a carga do solo e as

substâncias adsorvidas. A natureza química, o tamanho, a

forma e a proporção de grupamentos alifáticos ou aromáticos

dos compostos, influenciam a polaridade e a solubilidade

dos compostos na solução do solo (Varadachari et.al.,

1994). As interações entre os colóides orgânicos e os

compostos aromáticos policíclicos, são basicamente

determinadas pelo conteúdo de carbono orgânico do solo e

dos sedimentos aquáticos. A adsorção aumenta com o tamanho

da molécula e com o caráter insolúvel e em certo grau

independe do pH, da CTC, da composição estrutural e da

mineralogia da argila (Huang et.al., 1996; Carmichael

et.al., 1997).

Os compostos aromáticos adsorvidos nas argilas,

como o naftaleno e o fenol, poderão ser metabolizados no

solo, dependendo das taxas de sorção e desorção controladas

pela solubilidade e difusão dos compostos na solução do

solo (Carmichael et.al., 1997). Entretanto, estas

interações podem ocasionar uma barreira à metabolização

microbiana, devido a incorporação dos compostos, à

estrutura da matéria orgânica no processo de humificação,

consequentemente aumentando a indisponibilidade dos

compostos à metabolização microbiana (Weissenfels et.al.,

1992). As partículas e os agregados do solo retém água,

nutrientes e matéria orgânica, formando um microhabitat

propício ao desenvolvimento microbiano. Os microrganismos

requerem uma alta atividade de água e competem com várias

moléculas orgânicas presentes na solução do solo, pelas

superfícies das argilas minerais. Os solos argilosos

possuem um teor geralmente mais elevado de proteínas e de

matéria orgânica associados à argila (Claus e Filip, 1988)

e nos ambientes com baixa concentração de matéria orgânica,

pode ocorrer um acúmulo de microrganismos na interface das

argilas (Stotzky, 1986).

O desenvolvimento bacteriano experimental em um

meio líquido, com as argilas montmorilonita e caolinita

(até 4% - p/v), glicose e alguns compostos aromáticos,

mostrou uma diminuição da fase de adaptação (lag fase)

microbiana e um aumento no consumo de oxigênio no meio com

montmorilonita, comparado ao meio com caolinita;

provavelmente este efeito deveu-se ao maior efeito tampão e

a maior CTC da argila montmorilonita, quando comparada a

caolinita (Lothenbach et.al., 1997).

3.5 - Os microrganismos e a descontaminação do solo

A deposição e o acúmulo dos rejeitos nos

ecossistemas naturais, geralmente exercem uma forte pressão

seletiva sobre os microrganismos e os organismos autóctones

(nativos), em decorrência do aumento da carga de

nutrientes, da introdução de substâncias estranhas e das

alterações significativas nos gradientes físico-químicos

ambientais (Labienic et.al., 1996). A transformação dos

compostos recalcitrantes (de difícil degradação) geralmente

envolve consórcios microbianos, onde os diferentes

componentes atuam em várias etapas metabólicas. Esta

associação microbiana proporciona um aumento na capacidade

de degradação e na amplitude dos compostos metabolizados

nos sistemas de tratamento de efluentes industriais e no

próprio ambiente natural. Os microrganismos que apresentam

um limiar mais elevado na utilização dos substratos e na

tolerância às condições desfavoráveis, serão favorecidos na

competição e constituirão uma população de baixa

diversidade (Bianchi e Bianchi, 1995).

A contaminação ambiental com o efluente de um

gaseificador de carvão mineral pode ser avaliada, através

da determinação da taxa de mineralização de alguns

hidrocarbonetos poliaromáticos, como o naftaleno e o

fenantreno por exemplo. Entretanto, uma avaliação precisa

durante um longo período de exposição, não poderia ser

estimada através da densidade da população microbiana

somente (Herbes, 1981). Sayler et.al. (1982) mostraram que

pode ocorrer uma ausência de correlação positiva entre a

densidade da população microbiana e os teores de alguns

compostos aromáticos no sedimento contaminado, devido ao

grau de toxicidade seletiva destes compostos.

Os compostos aromáticos policíclicos, os

clorofenóis, os nitrofenóis, e especialmente os derivados

fenólicos oxidados, reduzem a taxa de crescimento

microbiano devido ao comprometimento da ação das permeases

da membrana celular. A membrana externa, mesmo intacta,

pode ocasionar perdas energéticas importantes, com o

aumento passivo do fluxo de prótons e o acúmulo de

adenosina-monofosfato (AMP) intracelular. O efeito tóxico

dos hidrocarbonetos sólidos sobre os microrganismos,

depende principalmente das características adsortivas e

ocorre após longos períodos de contato (Sikkema et.al.,

1995).

A degradação dos compostos aromáticos no ambiente

natural é geralmente lenta. Algumas leveduras dos gêneros

Aureobasidium, Candida, Cryptococcus, Rhodosporidium e

Rhodotorula, e alguns fungos filamentosos dos gêneros

Aspergillus, Melanoporia, Neurospora, Oospora, Peniophora,

Penicillium, Psilocybe, Trametes e Trichaptum foram

isolados a partir do solo e apresentaram a capacidade de

metabolizar compostos aromáticos. Algumas espécies de

fungos identificadas como Cunninghamella elegans, Lentinus

edodes, Phanerochaete chrysosporium, Trametes versicolor,

Trametes villosa, Trichosporon cutaneum e Trichosporon

penicillatum metabolizam vários compostos aromáticos,

incluindo a lignina, defensivos agrícolas e resíduos

industriais. As enzimas polifenol-oxidases encontradas

principalmente nas leveduras, nos fungos filamentosos e

cogumelos, possuem uma ampla atividade sobre vários

compostos aromáticos relacionados estruturalmente,

importantes no processo de humificação e na mineralização

dos hidrocarbonetos aromáticos policíclicos contaminantes

(Kastner et.al., 1994).

O húmus representa uma importante reserva de

carbono e nitrogênio, e é formado a partir da degradação e

da condensação dos compostos aromáticos, oriundos

principalmente das ligninas e dos taninos, consequência da

decomposição das plantas e dos demais resíduos orgânicos

presentes no solo, incluindo os resíduos naturais e

industriais. As enzimas extracelulares secretadas ou

liberadas após a lise celular microbiana, podem encontrar-

se associadas aos complexos insolúveis, às argilas e ao

húmus, proporcionando ao solo uma capacidade enzimática

persistente. O efeito do pH é importante no processo de

complexação entre a argila e as substâncias húmicas (Burns,

1986; Hedges, 1987). A estabilização que ocorre entre as

enzimas e os colóides do solo, acelera o processo de

humificação e exerce um pronunciado efeito no metabolismo

microbiano de vários compostos fenólicos (Dobbins et.al.,

1987; Claus e Filip, 1988).

As principais enzimas microbianas que atuam sobre

os compostos fenólicos são agrupadas como: peroxidases,

lacases e polifenol-oxidases. O grupo das enzimas fenol-

hidroxilases formam um complexo-enzimático que transformam

o fenol em catecol (Hinteregger et.al, 1992). Outras

enzimas relacionadas, como: tolueno-dioxigenase, benzeno-

dioxigenase, naftaleno-dioxigenase, catecol 1,2-dioxigenase

e protocatecol 3,4-dioxigenase, foram descritas nas

bactérias gram negativas Pseudomonas putida, Pseudomonas

cepacia, Pseudomonas aeruginosa e Acinetobacter

calcoaceticus. Na metabolização de vários compostos

aromáticos destacam-se ainda as bactérias dos gêneros

Achromobacter, Acinetobacter, Bacillus, Clostridium,

Flavobacterium, Mycobacterium, Pseudomonas e Xanthomonas

(Bailly et.al., 1977; Harayama e Timmis, 1989).

Os compostos intermediários derivados do catecol e

do ácido gentísico, são catabolizados nas vias bioquímicas

denominadas de orto-clivagem e meta-clivagem (Hamzah e Al-

Baharna, 1994). O processo de degradação anaeróbica dos

compostos fenólicos ocorre geralmente após as reações de

redução e de carboxilação, formando benzoil-CoA como

intermediário. A clivagem do anel benzênico é geralmente

efetuada por uma população microbiana mais específica. O

surgimento de uma sub-população com novas atividades

metabólicas depende do fenômeno de aclimatação microbiana

às frequentes alterações ambientais e permite o incremento

da atividade microbiana total sobre um determinado resíduo,

e algumas vezes sobre compostos relacionados (Kennedy e

Smith, 1995).

Os compostos aromáticos afetam a microbiota do

solo, estimulando a produção de enzimas específicas à sua

metabolização. Na medida em que aumenta a concentração dos

resíduos industriais em um ambiente, ocorre a seleção dos

microrganismos mais resistentes e adaptados (van der Meer

et.al, 1992; Liu e Suflita, 1993). Microrganismos

manipulados geneticamente ou aclimatados experimentalmente,

possuem amplas possibilidades de utilização nos sistemas de

tratamento e na recuperação de áreas contaminadas por

substâncias tóxicas (Robinson et.al., 1990). Os mecanismos

genéticos permitem a ampliação da capacidade metabólica e

da especificidade de utilização dos mais variados

substratos. Os plasmídios expandem a adaptação genética e

estão presentes no catabolismo bacteriano dos compostos

aromáticos e podem conferir ainda, resistência aos

antibióticos e às substâncias tóxicas (Harayama e Timmis,

1989).

Vários trabalhos relatam a utilização dos

microrganismos na metabolização dos compostos aromáticos

naturais e dos contaminantes do solo (Otte et.al., 1994). A

extensa variedade de novos compostos industriais

produzidos, contribui com o aumento e a persistência de

substâncias estranhas às moléculas de origem biológica,

denominada biologicamente de compostos xenobióticos que se

depositam no solo e podem contaminar os lençóis freáticos

ao longo do tempo, ocasionando alguma toxicidade (Hammer,

1993; Kelsey e Alexander, 1997).

4. MATERIAL e MÉTODOS

4.1 - O lodo ativado

A Figura 1 mostra os locais de coleta do lodo

ativado, a partir de um sistema de tratamento situado nas

instalações de uma indústria de revestimentos cerâmicos,

localizada na região sul do Estado de Santa Catarina. A

estação de tratamento biológico recebe o efluente líquido

do gaseificador de carvão mineral (Apêndice 3), denominado

de licor fenólico e diluído a 25% em água (v/v) com uma

vazão média de entrada no sistema é de 1.200 l/h. Após um

período de 6 meses de recirculação e tratamento sob aeração

mecânica (Apêndice 4), o lodo ativado concentrado em um

tanque de sedimentação (Apêndice 5) é descartado sem

tratamento nos solos da região.

4.2 - Águas de lixiviação do carvão mineral

As amostras de água foram coletadas em dois locais

da região carbonífera sul-catarinense: (a) nascente do rio

Sangão; (b) lagoa de recepção das águas de um lavador de

carvão, situados em Criciúma (Apêndice 6).

FIGURA 1 - Estação de Tratamento do Efluente (ETE) do gaseificador de carvão mineral, Cocal do Sul - SC.

4.3 - Análises físico-químicas

As análises do efluente foram efetuadas no

laboratório do setor de Gaseificação da indústria cerâmica,

por Mariese Olivo de Brida (Tabela 1), conforme metodologia

descrita no Standard Methods for Water and Wastewater

(APHA, 1985). O efluente líquido do gaseificador de carvão

apresenta uma composição físico-química variável, em função

da composição e procedência do carvão utilizado (Apêndice

G TA TS G G ELG

EF

RE

RU

ETG

G - gaseificador; ETG - energia térmica e efluente gasoso; ELG - efluente líquido do gaseificador; TA - tanque de aeração (1,0 mg O2/l); TS - tanque de sedimentação; RE - recirculação do efluente; EF - efluente final; RU - Rio Urussanga; LAt - lodo ativado; LA-c - lodo ativado concentrado.

LAt LA-c

7). Análises dos compostos aromáticos foram efetuadas no

laboratório de Microbiologia Aquática e Ambiental,

Departamento de Ecologia e Zoologia, Universidade Federal

de Santa Catarina (UFSC), Florianópolis (SC).

TABELA 1 - Características físico-químicas do efluente do gaseificador de carvão mineral tratado (lodo ativado) em uma Estação de Tratamento, Cocal do Sul (SC).

Características

Efluente (1)

Remoção (%)(2)

fenol 0,6 ppm 99,0 - 99,9

cianetos 1,8 ppm 82,0 - 94,0

tiocianatos 599,5 ppm até 50,0

sulfetos 65,7 ppm até 78,1

sulfatos 831,4 ppm -

Nitrogênio orgânico 269,0 ppm -

amônia 867,0 ppm 65,3 - 78,3

cloretos 93,6 ppm 94,1

cálcio 172,0 ppm 89,2

sódio 17,4 ppm -

magnésio 26,2 ppm -

fósforo 45,7 ppm -

ferro 2,5 ppm -

chumbo 0,2 ppm -

sílica 8,0 ppm 20,0

DBO (3) 388,7 ppm 95,7 - 97,2

DQO (4) 2.894,0 ppm 85,5 - 90,3

(1) efluente descartado com pH entre 7,8 e 8,8;

(2) vazão média do efluente tratado: 3 m3/h; (3) demanda bioquímica de oxigênio;

(4) demanda química de oxigênio.

4.4 - Determinação da concentração do fenol

A concentração dos fenóis totais foi determinada

segundo o método colorimétrico da amino-antipirina (der

Yang e Humphrey, 1975) modificado (Apêndice 8). As amostras

líquidas dos experimentos realizados em batelada

(erlenmeyers) foram centrifugadas (10.000 rpm, 3 minutos).

As amostras de solo coletadas dos vasos e frascos, foram

inicialmente tratadas em solução aquosa (1,0 g solo/10 ml

água destilada) por 15 minutos, e centrifugadas (10.000

rpm, 3 minutos) após a extração. A extração em pH ácido

(4,0) foi efetuada em solução aquosa com tampão citrato-

fosfato (0,5 M) e a extração em pH alcalino (13,0), com

solução aquosa de hidróxido de sódio (2 M) (Whitehead

et.al., 1983). A análise do sobrenadante foi efetuada após

a adição dos reagentes (4-amino-antipirina e ferrocianeto

de potássio) e determinada automaticamente em uma Leitora

de Microplacas (WHITTAKER BIOPRODUCTS) e em

espectrofotometria (MICRONAL), utilizando o comprimento de

onda de 505 nm (Figura 2). O cálculo da concentração dos

fenóis totais foi efetuado segundo a análise da regressão

linear da curva padrão do fenol, nas concentrações de 0,0;

2,0; 4,0; 6,0; 8,0 e 10,0 mg/l. Acima desta concentração a

curva perde a sua linearidade (Apêndice 9).

FIGURA 2 - Esquema da análise dos fenóis totais.

4.5 - O solo e a argila testados

O solo foi coletado no Sítio San German, localizado

a 2 Km da BR-270, no município de Brunópolis (SC), situado

no planalto serrano com relevo ondulado a fortemente

ondulado (45,0% a 75,0%). O levantamento geológico situa a

região nos Patamares da Serra Geral, com solos profundos e

bem drenados e o predomínio de rochas efusivas de seqüência

básica e cobertura sedimentar. O clima da região é

superúmido (classificação de Thornthwaite) com precipitação

média entre 1.600 mm e 2.000 mm/ano e temperatura média

anual entre 16,0 oC e 18,0 oC. O levantamento presente no

Atlas de Santa Catarina, classifica o solo da região do

Planalto dos Campos Gerais como Terra Bruna Estruturada

intermediária para Terra Roxa Estruturada álica e

Centrifugação (10.000 rpm) (3 minutos)

Leitura (505 nm)

solo

Caldo 5,0 ml

Solo (1,0 g/10 ml

Método: amino-antipirina

pH 4,0

pH 13,0

extração Reagentes a: 210 l b: 1.050 l

distrófica, com o perfil A proeminente, Tb (argila de baixa

atividade), argiloso (Gaplan, 1986).

A argila coletada em um corte da estrada RS-118 (a

1,0 Km da BR-290) no município de Viamão (RS) foi

classificada como montmorilonita (argila 2:1) e é

encontrada nos solos do Rio Grande do Sul (Asturias, 1989).

A Tabela 2 apresenta as características físico-

químicas do solo e da argila, analisadas nos laboratórios

da Faculdade de Agronomia (UFRGS), Porto Alegre (RS). As

análises físico-químicas e a concentração dos nutrientes

minerais (fósforo, potássio, cálcio, magnésio, cobre,

zinco, boro, manganês e enxofre totais) foram determinadas

segundo metodologia descrita por Tedesco et.al. (1995).

4.6 - Isolamento, crescimento e conservação dos

microrganismos

O isolamento das colônias microbianas foi efetuado

a partir das amostras do lodo ativado diretamente (LAT);

após uma prévia incubação do lodo ativado sob temperatura

ambiente por 3 dias em meio líquido (BIR); e a partir das

águas de lixiviação do carvão (ALC). Após o isolamento e a

purificação efetuado em sucessivas etapas em meio sólido

(TFn), as cepas microbianas foram conservadas sob

refrigeração (4,0 oC) em meio semi-sólido suplementado com

TABELA 2 - Características físico-químicas do solo coletado no município de Brunópolis (Sítio San German), localizado no planalto de Santa Catarina, e da argila coletada no município de Viamão - Rio Grande do Sul (1).

Características

físico-químicas

Solo

Argila(2)

Argila 70,0 % -

pH 4,6 4,9

M.orgânica 2,9 % 0,4 %

CTC (3) 9,3 me/100 ml 10,7 me/100 ml

H + Al (4) 8,4 me/100 ml 8,3 me/100 ml

alumínio (Al) 5,6 me/100 ml 6,1 me/100 ml

cálcio (Ca) 0,5 me/100 ml 1,2 me/100 ml

magnésio (Mg) 0,2 me/100 ml 1,0 me/100 ml

fósforo (P) 4,0 ppm 1,0 ppm

potássio (K) 85,0 ppm 78,0 ppm

enxofre (S) 36,4 ppm 6,2 ppm

manganês (Mn) 22,0 ppm 1,0 ppm

cobre (Cu) 9,0 ppm 2,2 ppm

zinco (Zn) 0,4 ppm 0,4 ppm

boro (B) 0,4 ppm 0,2 ppm

(1) Análise efetuada nos Laboratórios da Faculdade de Agronomia - UFRGS, Porto Alegre (RS);

(2) tipo montmorilonita; (3) capacidade de troca catiônica; (4) acidez trocável.

proteínas e fenol (Tabela 3), até o momento da realização

dos testes de degradação (Barbosa et.al., 1995).

Após o desenvolvimento em meio líquido com fenol

(TFn) sob agitação contínua (32 rpm) e temperatura ambiente

(26,0 + 2 ºC), as culturas microbianas foram semeadas em

meio sólido e incubadas em estufa DBO (28,0 + 1 oC) por um

período de até 21 dias, para a diferenciação e

caracterização das colônias isoladas, conforme o esquema da

Figura 3.

FIGURA 3 - Isolamento e conservação das cepas microbianas.

LAT ALC BIR

MCS

Incubação (28 oC)

(até 21 dias)

Isolamento das colônias

Conservação (4 oC)

meio TFn semi-sólido

Crescimento (26 oC)

meio TFn líquido

LAT - lodo ativado; ALC - água de lixiviação do carvão; BIR - lodo ativado pré-enriquecido; MCS - meio de cultura sólido

TABELA 3 - Meios de cultura para o isolamento microbiano.

Componentes TFn TEF AGR-Fn(1) MEL-Fn(2)

Tryptic Soy

broth(3)

2,5 g/l 2,5 g/l - -

Nitrogênio total - - 16,0% 0,5%

potássio - - 4,0% -

sais minerais(4) - - 0,4% -

carbohidratos - - - 70,0%

lodo ativado - 1,0% - -

fenol 0,5 g/l - 0,5 g/l 0,5 g/l

(1) resíduo de Agrosix (derivado do xisto betuminoso); (2) resíduo de melado; (3) extrato proteico de soja (DIFCO); (4) magnésio, molibdênio, cálcio, enxofre.

4.7 - Caracterização e quantificação microbianas

Os testes efetuados para a caracterização das

bactérias foram descritos por Palleroni (1984) e Ward

et.al. (1986). As cepas purificadas foram testadas em

microplacas, para a caracterização fisiológica microbiana

da assimilação dos nutrientes (fontes de carbono e

nitrogênio) e da produção de enzimas específicas no sistema

de testes API-NE e API-ZYM (Biomérieux). A produção de

pigmentos das culturas foi observado após o desenvolvimento

nos meios de cultura TFn (sólidos e líquidos) e a coloração

das células microbianas (método Gram) foi observado após o

desenvolvimento no meio Tryptic Soy broth (TSB) após 24 h.

As populações microbianas dos experimentos foram

quantificadas pelos métodos de espalhamento (spread plate)

e micro-pipetagem (10 l e 20 l) em placas com meio sólido

(Riis et.al., 1998). As amostras do solo (1,0 g) coletadas

dos tubos de percolação (Apêndice 10) e dos vasos (Apêndice

11), e as amostras coletadas dos meios líquidos TFn e MMO-

Fn (1,0 ml) do teste de batelada, foram diluídas em solução

salina estéril (NaCl 0,85 %) e agitadas em Vórtex (1,0

min). Os resultados obtidos após um período de incubação

sob temperatura constante (28 oC) até 21 dias, foram

expressos em unidades formadoras de colônias por mililitro

de meio (UFC/ml) ou por grama de solo (UFC/g). A contagem

das colônias foi efetuada em triplicata para o cálculo das

médias e do desvio padrão (Berquó et.al., 1980).

4.8 - Ensaios de degradação do fenol

Três culturas microbianas previamente isoladas do

lodo ativado: BIR-4, LEV-1 e LEV-2, foram incubadas sob

temperatura ambiente por 24 h no meio TFn, para obtenção do

inóculo (107 UFC/ml) a ser testado. O desenvolvimento

microbiano foi efetuado em testes de batelada (erlenmeyers

de 250 ml) com 100 ml dos meios com fenol (até 1,5 mg/ml),

proteínas, sais minerais, solo e argila esterilizados (121

oC, 15 minutos), conforme a descrição nos Apêndices 12 a

15. Os testes foram efetuados sob temperatura ambiente (26

+ 2 ºC) e agitação contínua (32 rpm), na presença e na

ausência do solo (2,0 % - p/v) e da argila (2,0 % - p/v),

com proteínas (TFn), com sais minerais e amonium (MMO-II),

conforme a descrição da Figura 4.

Alíquotas do meio líquido foram coletadas em

intervalos de tempo para análise da turbidez (ABS540 nm) da

concentração residual do fenol (Powlosk e Shingler, 1994;

Providenti et.al., 1995).

4.9 - Teste da concentração inibitória mínima

O desenvolvimento das colônias microbianas

previamente isoladas foi efetuado no meio TFn (0,5 g

fenol/l) para obtenção do inóculo, após um período de

incubação de 24 h na temperatura de (28,0 + 1 ºC). Uma

alíquota (0,1 ml) do caldo de cultura foi adicionado ao

meio TFn (10,0 ml) com diferentes concentrações do fenol e

do licor fenólico, oriundo do efluente do gaseificador. O

desenvolvimento do teste foi acompanhado pela turbidez

(Abs540nm) e análise do fenol residual, durante um período

de incubação de 14 dias sob temperatura ambiente (26,0 + 2

ºC) e agitação contínua (32 rpm), conforme a metodologia

descrita por Rubin e Alexander (1983).

FIGURA 4 - Esquema dos testes de degradação do fenol em batelada com microrganismos isolados da Estação de Tratamento do Efluente do gaseificador de carvão.

Solo Argila Sais minerais

Fenol

121 oC; 15 min

26 + 2 oC; 32 rpm; 24 h

Fenóis Totais (leitura 505 nm)

26 + 2 oC; 32 rpm; 10 dias

Inóculo microbiano

28 + 1 oC; 21 dias

Turbidez (leitura 540 nm)

UFC/ml

TFn MMO-II- Fn

UFC/ml - unidade formadora de colônias por mililitro.rpm - revoluções por minuto; nm - nanômetro

4.10 - Teste de tolerância microbiana no solo

O teste de tolerância ao fenol foi efetuado em

tubos cilíndricos de plástico perfurados (volume de 1.100

cm3), preenchidos com solo (1.000 g) sobre um suporte de

areia lavada com água, peneirada (diâmetro de 4,00 mm) e

esterilizada a seco (150 oC, 3 horas). Após a adição de

alíquotas do lodo ativado (250 ml), do inóculo microbiano

(25 ml) e de água destilada esterilizada (121 oC, 15

minutos), conforme os Apêndices 16 a 19. A umidade do solo

foi monitorada e mantida entre 20% e 30% (p/p) (Apêndice

20).

A recuperação microbiana foi efetuada nos meios TFn

e MMO-II-Fn, com diferentes concentrações de fenol (0,03;

0,1; 0,5 e 1,0 mg/ml); nos meios Thorton para bactérias e

no meio GPENC para leveduras (Apêndice 21), respectivamente

antes e após 7 dias da adição do lodo. A Figura 5 mostra

graficamente o esquema.

FIGURA 5 - Esquema do teste de recuperação microbiana nos

meios com fenol, a partir do solo contaminado com os resíduos da Estação de Tratamento do Efluente do gaseificador de carvão mineral.

4.11 - Teste de crescimento vegetal em vasos

Os testes de crescimento vegetal foram efetuados em

10 vasos de amianto com 40 cm de diâmetro e 40 cm de altura

(Apêndice 11), preenchidos com areia lavada e peneirada

(diâmetro de 4,00 mm) como suporte filtrante e preenchido

com solo seco (volume de 20,0 litros) e peneirado (diâmetro

de 4,00 mm). Alíquotas do lodo ativado diluído e

concentrado (resíduo sólido) da Estação de Tratamento de

Efluentes; 10% de esterco bovino seco e estabilizado (por

60 dias aproximadamente) e calcário dolomítico (IMBRACAL -

PRNT - 90,2%) para correção do pH a 6,0, foram adicionados

Lodo ativado

Solo

UFC/ g solo (28,0 + 1 ºC; 21 dias) Inóculo

Água

Tubo percolador TFn, MMO-II-Fn Thorton, GPENC

ao solo 30 dias antes da semeadura (Apêndices 22 a 24). O

teor de umidade dos vasos foi mantido entre 30% e 40%

(p/p), calculados segundo a fórmula abaixo (Bidone, 1995).

Após um período de estabilização de 30 dias, foram

semeadas 625 sementes (1,0 g) de trevo (Trifolium pratense)

e 100 sementes de aveia (Avena sativa). A contagem das

plântulas de trevo e de aveia foi efetuada 21 dias após o

plantio. A aveia desenvolveu-se após 3 semanas e desbastou-

se a 50 plantas/vaso. A coleta da parte aérea das folhas

foi efetuada cortando-se a 2,0 cm do chão, para

determinação da massa seca (secagem em estufa a 60 oC até

peso constante), conforme o esquema gráfico da Figura 6 e a

Tabela 4, modificado a partir de Salé et.al. (1996).

umidade (%) = [peso úmido - peso seco)/peso úmido] x 100

FIGURA 6 - Esquema do teste de crescimento vegetal em vasos, com solo contaminado com resíduos (efluente e lodo) da Estação de Tratamento do Efluente do gaseificador de carvão mineral.

TABELA 4 - Descrição do teste de crescimento vegetal em

vasos.

Vasos(1)

Tratamento (litros/vaso)

areia

solo

esterco(2)

LA-c(3)

LAt(4)

A e B 2 20 - - 16

C e D 2 20 - 2 -

E e F 2 20 2 - -

G e H 2 20 - - -

I e J(5) 2 20 - - -

(1) Vaso de amianto de 40 cm (diâmetro) x 40 cm (altura); (2) esterco estabilizado (por 2 meses); (3) lodo ativado concentrado (umidade de 50% p/p); (4) lodo ativado; (5) calcário dolomítico (IMBRACAL - PRNT 90,2%) (4,3 g/Kg).

Lodo ativado Água

solo Umidade 30 - 40 % (p/p) (18,0 + 6 ºC)

Esterco Calcário

Vasos aveia, trevo

21 dias

30 dias

plantio coleta

5. RESULTADOS E DISCUSSÃO

5.1 - O lodo ativado e o descarte

A combustão do carvão mineral produz os gases e o

calor necessário à queima dos revestimentos cerâmicos

argilosos, entretanto o processo libera vários compostos

inorgânicos e orgânicos, que formam o efluente líquido a

ser tratado e posteriormente descartado. Em virtude do

incêndio ocorrido nos laboratórios da Engenharia Sanitária

da Universidade Federal de Santa Catarina, e da falta de

recursos para a realização das análises em outro

laboratório de referência, as análises complementares não

puderam ser realizadas convenientemente.

O sistema de tratamento biológico denominado de

Lodo Ativado, utilizado na Estação de Tratamento de

Efluentes de uma indústria localizada em Cocal do Sul (SC),

possibilitou a remoção de uma parte considerável da matéria

orgânica do efluente, fato observado com a redução na

demanda bioquímica de oxigênio (DBO) superior a 95%,

conforme os resultados observados na Tabela 1.

As análises do efluente tratado mostraram uma baixa

diminuição nos teores finais de tiocianatos, segundo Raizer

Neto (1991) o aumento da concentração deste composto inibe

a degradação do fenol, contudo a adição de alguns compostos

orgânicos suplementares (ácido p-benzóico por exemplo) aos

reatores, poderia aumentar a velocidade de degradação dos

tiocianatos. A utilização de reatores apropriados e de

microrganismos selecionados poderiam ser utilizados para o

tratamento simultâneo dos tiocianatos e do fenol, presentes

no efluente originário da carbonização do carvão (Banerjee,

1996).

As concentrações dos sais de amonium e de sulfato

após o tratamento, contribuíram para uma demanda química de

oxigênio (DQO) residual elevada (próximo a 3.000 ppm),

mostrando a necessidade de um tratamento complementar. A

Tabela 1 mostra ainda, uma eficiência superior à 90% na

redução dos teores dos fenóis totais neste sistema de

tratamento, eficiência que tambem foi observada em vários

trabalhos que utilizaram reatores experimentais otimizados

(Gallagher e Felix, 1985). Entretanto, conforme relatam

Watson-Craik e Senior (1989), o teor de fenol superior a

0,01 mg/l pode ser tóxico para plantas e animais, valor

este inferior aos teores de fenóis descartados no rio

Urussanga (SC).

Face aos escassos dados obtidos sobre a

caracterização do efluente final, não foi possível avaliar

convenientemente o processo biológico de tratamento,

ressaltando a inexistência do tratamento terciário e a

ausência de informações sobre a disposição final do rejeito

sólido. Desta forma, os esforços foram centralizados no

isolamento e na caracterização de alguns microrganismos

adaptados ao efluente e que metabolizam o fenol, discutindo

a participação microbiana no solo e os efeitos da

contaminação deste resíduo, sobre microrganismos e plantas.

5.2 - Isolamento e caracterização microbiana

O meio de cultura tamponado com nutrientes

proteicos e fenol (meio TFn), propiciou o isolamento das

cepas bacterianas LAT—6, LAT-7, LAT-8, LAT-9, LAT-11, LAT-

12, LAT-14, LAT-15, LAT-17 e LAT-18, a partir do lodo

ativado (Tabela 5). O meio tamponado com proteínas mais uma

alíquota do efluente (meio TEF-1,0 %), possibilitou o

isolamento das cepas bacterianas LAT-1, LAT-2, LAT-3, LAT-4

(Tabela 5), BIR-1, BIR-4, BIR-6, ALC-103, ALC-304 (Tabela

7) e uma cepa de levedura LEV-1 (Tabela 6). O meio com

fenol e melaço (meio MEL-Fn) permitiu o isolamento das

cepas bacterianas LAT-20, LAT-21, LAT-22, LAT-23, LAT-24 e

LAT-25 (Tabela 5), e o meio com fenol mais o rejeito

industrial Agrosix (meio AGR-Fn) permitiu apenas o

isolamento da levedura LEV-2 (Tabela 6), a partir do lodo

ativado da Estação de Tratamento do Efluente do

gaseificador.

A Tabela 5 apresenta a produção de uma pigmentação

marrom no meio suplementado com proteínas, após 96 horas de

incubação sob agitação contínua em temperatura ambiente,

das culturas bacterianas LAT-2, LAT-3, LAT-4, LAT-11, LAT-

15, LAT-17, LAT-22, LAT-23 e LAT-24. A formação de uma

pigmentação desta tonalidade nos meios de cultura ricos foi

descrita por Bailly et.al. (1977), durante a transformação

microbiana das substâncias fenólicas simples em substâncias

para-húmicas, evidenciando uma polimerização dos compostos

aromáticos por bactérias e leveduras, nos meios testados.

A Tabela 6 mostra um tempo de crescimento similar

para as leveduras LEV-1 e LEV-2, mais lento nos meios com

sais minerais e fenol (0,5 g/l), quando comparados ao meio

suplementado com proteínas e fenol (0,5 g/l). A Tabela 7

mostra um desenvolvimento bacteriano mais lento nos meios

com sais minerais, com nitrato ou amonium, acrescidos de

fenol (0,5 g/l). Nenhuma das culturas isoladas apresentou

crescimento nos meios com sais minerais sem fenol e nos

meios com sais minerais e ácido tânico (0,5 g/l) como fonte

de energia e carbono.

TABELA 5 - Isolamento das bactérias nos meios TFn, TEG-1% e MEL-Fn, a partir do lodo ativado da Estação de Tratamento de um gaseificador de carvão mineral.

Numeração Meio Características do crescimento

da

cepa(1)

de

isolamento

Meio de

crescimento

Tempo

(h)

coloração

meio(2)

LAT-1 TEG-1%(3) TFn 24 amarelo

LAT-2 TEG-1% TFn 24 marrom



LAT-6 TFn(4) TFn 24 amarelo

LAT-7 TFn TFn 96 amarelo



LAT-11 TFn TFn 24 marrom






LAT-20 MEL-Fn(5) TFn 24 amarelo

LAT-21 MEL-Fn TFn 24 amarelo

LAT-22 MEL-Fn TFn 48 marrom



LAT-25 MEL-Fn TFn 48 amarelo

(1) LAT: lodo ativado; (2) após 96 h de incubação (temperatura ambiente e

agitação contínua - 32 rpm); (3) TEG-1%: Tryptic Soy broth (2,5 g/l); efluente

(1,0%); (4) TFn: Tryptic Soy broth (2,5 g/l); fenol (0,5 g/l); (5) MEL-Fn: rejeito melado (2,5 g/l); fenol (0,5 g/l).

TABELA 6 - Isolamento das leveduras nos meios TEG-1% e

AGR-Fn, a partir do lodo ativado da Estação de Tratamento de um gaseificador de carvão mineral.

Numeração

Meio

Características do crescimento

da

cepa(1)

de

isolamento

Meio de

crescimento

Tempo

(h)

LEV-1 TEG-1,0%(2) TFn(4) 24 h

MMO-I-Fn(5) 96 h

MMO-II-Fn(6) 96 h

LEV-2 Agr-Fn(3) TFn 24 h

MMO-I-Fn 96 h

MMO-II-Fn 96 h

(1) LEV: levedura isolada do lodo ativado; (2) TEG 1,0 %: Tryptic Soy broth (2,5 g/l) + efluente

do gaseificador (1,0 %); (3) Agr-Fn: Agrosix (2,5 g/l) + fenol (0,5 g/l); (4) TFn: Tryptic Soy broth (2,5 g/l) + fenol (0,5 g/l); (5) MMO-I-Fn: sais minerais + nitrato e fenol (0,5 g/l); (6) MMO-II-Fn:sais minerais + amonium e fenol (0,5 g/l).

A caracterização efetuada pelo sistema API-NE e

API-ZYM (Biomérieux), permitiu a identificação das cepas

BIR-1 e BIR-6 como Pseudomonas alcaligenes, a cepa BIR-4

como Acinetobacter calcoaceticus e a cepa ALC-304 como

Acinetobacter baumanii, confirmado por Tereza C. P.

Barbosa (comunicação pessoal). As cepas de leveduras e as

demais cepas bacterianas não foram identificadas,

entretanto as características fisiológicas estão presentes

na Tabela 8 e as características morfológicas coloniais no

Apêndice 25.

TABELA 7 - Características do crescimento bacteriano nos meios de cultura com proteínas (TFn), com sais minerais e nitrato (MMO-I) e com sais minerais e amonium (MMO-II), acrescidos de fenol (0,5 g/l).

Numeração Tempo de crescimento (h)

da

cepa(1)

TFn(2)

(proteínas)

MMO-I-Fn(3)

(nitrato)

MMO-II-Fn(4)

(amonium)

LAT-2 24 nhc 288

LAT-9 24 96 nhc

LAT-14 24 nhc(5) 264

LAT-17 48 nhc nhc

LAT-18 24 nhc 288

LAT-22 48 nhc 264

BIR-1 24 96 nhc

BIR-4 24 nhc 96

BIR-6 24 96 264

ALC-103 24 nhc 288

ALC-304 24 nhc 264

(1) LAT: lodo ativado; BIR: lodo ativado pré-incubado (temperatura ambiente por 3 dias, agitação contínua - 32 rpm); ALC: água de lixiviação do carvão;

(2) TFn: Tryptic Soy broth (2,5 g/l)+ fenol (0,5 g/l); (3) MMO-I: K2HPO4 0,65 g/l; KH2PO4 0,17 g/l; MgSO4 7H2O

0,1 g/l; NaNO3 1,0 g/l; NaCl 0,5 g/l; FeSO4 7H2O (0,01M) 1,0 ml/l; CaCl2 (0,02M) 1,0 ml/l;

(4) MMO-II: K2HPO4 0,65 g/l; KH2PO4 0,17 g/l; MgSO4 7H2O 0,1 g/l; ClNH4 1,0 g/l; NaCl 0,5 g/l; FeSO4 7H2O (0,01M) 1,0 ml/l; CaCl2 (0,02M) 1,0 ml/l;

(5) nhc: não houve crescimento após 312 h de incubação sob temperatura ambiente e agitação contínua (32 rpm).

TABELA 8 - Características fisiológicas das culturas

bacterianas isoladas a partir do lodo ativado da Estação de Tratamento do Efluente do gaseificador e das águas de lixiviação do carvão mineral.

Testes bioquímicos(1) (2)

Cepa

GL I

GA L

FR U

XI L

LAC

ML T

AR A

MNS

MT L

ONP

I N O

OX I

CA T

AR G

OR N

L I S

I N D

CI T

NI T

UR E

ES C

VM V P C G

LAT-1 + + - - - + - - - + - - - t t t - - + - + - - - LAT-2 - + - - - + - + - t - - + t t t - - + - + - - - LAT-3 - + - - - + - - - t - - + t t t - - + - + - - v LAT-4 + + - - - - - - + + - - - t - t - - + - + - - - LAT-6 + + + - - - - + + + - - - t t t - - + - + - - - LAT-7 + + - - - - - + + + - - - t t t - - + - + - - - LAT-11 + - - - - - - - - - - - - - t - - - t - + - - - LAT-12 + + + - - - + - + t + - - - - - - - t - + - - - LAT-13 + + + - - - - - + t + - - - - - - - t - t - - - LAT-14 + - + - - + - + + + + - - - - - - - - - + - - v LAT-15 + + - + - + - - + - - + + - - - - - t - + - - - LAT-17 + + + + - + + + + t - - - - t t - - t - + - - - LAT-18 - + + + - + + + + - - - - - t - - - t - + - - v LAT-20 + + + - - - + + + - - - + - t t - - t - + - - - LAT-21 + + + - - - + - + + - n - - t t - - + - + - - v LAT-23 + + + + - + + + + t - n - - t t - - t t + - - v LAT-24 + + - - - + - + n - - n + - t t - - + + + - - - LAT-25 + + + + - + + + + t - n - - t t - - t - + - - - ALC-103 + + + - - + - + + t - n + t t t - - t - + - - - (1) GLI: glicose; GAL: galactose; FRU: frutose; XIL: xilose; LAC: lactose; MLT: maltose; ARA: arabinose; MNS: manose; MTL: manitol; ONP: O-nitrofenil--D-

Galactosidase; INO: inositol; OXI: Oxidase; CAT: catalase; ARG: arginina; ORN: ornitina; LIS: lisina; IND: indol; CIT: citrato; NIT: nitrato; URE: uréia; ESC: esculina; VM: vermelho de metila; VP: Voges-Proskauer; CG: coloração de Gram;

(2) Legenda: (+) positivo em 24 horas; (t) positivo após 48 horas;(-) negativo; (v) variável; (n) não realizado.

5.3 - Ensaio da concentração inibitória mínima

Na Tabela 9 estão presentes os resultados do teste

de crescimento no meio TFn com diferentes concentrações de

fenol, utilizado para a realização do ensaio da

concentração inibitória mínima, após 21 dias de incubação

sob temperatura ambiente e agitação contínua (32 rpm). As

cepas bacterianas BIR-4, ALC-103 e ALC-304 apresentaram

crescimento até a concentração de 320 mg fenol/l e as

leveduras LEV-1 e LEV-2 até 480 mg fenol/l. Desta forma, a

bactéria BIR-4 (Acinetobacter calcoaceticus) e as LEV-1 e

LEV-2 (não identificadas) foram escolhidas para os testes

de degradação subsequentes, devido à capacidade de

crescimento nas maiores concentrações de fenol testadas, e

por terem sido isoladas a partir do lodo ativado da Estação

de Tratamento de Efluentes do gaseificador de carvão.

5.4 - A degradação do fenol

A fase exponencial de crescimento das cepas ALC-103

(não identificada) e ALC-304 (Acinetobacter baumanii)

ocorreu em 18 horas com a total degradação de 0,5 g fenol/l

no meio TFn, conforme os resultados obtidos por Barbosa

et.al. (1995). A cepa BIR-4 (Acinetobacter calcoaceticus)

apresentou o mesmo perfil de desenvolvimento em 24 horas,

nas mesmas condições testadas e descritas (ítem 4.8).

TABELA 9 - Crescimento microbiano no meio TFn com

diferentes concentrações de fenol, após 21 dias de incubação sob temperatura ambiente e agitação constante (32 rpm).

Crescimento no meio TFn(1)

Número

Concentração do fenol (mg/l)

cepa(2)

10

20

40

80

160

320

480

840

LAT-1 + + + + - - - - LAT-2 + + + + - - - - LAT-4 + + + - - - - - LAT-6 + + + - - - - - LAT-8 + + + - - - - - LAT-9 + + + + - - - - LAT-11 + + + - - - - - LAT-12 + + - - - - - - LAT-13 + + + - - - - - LAT-14 + + + + - - - - LAT-15 + + + + - - - - LAT-16 + + + - - - - - LAT-17 + + + + - - - - LAT-18 + + + - - - - - LAT-19 + + + - - - - - LAT-20 + + + - - - - -

LAT-21 + + + + - - - - LAT-22 + + + + - - - - LAT-23 + + + + - - - - LAT-24 + + + + - - - - LAT-25 + + - - - - - - LAT-26 + + + - - - - - LEV-1 + + + + + + + - LEV-2 + + + + + + + - BIR-1 + + + + + - - - BIR-4 + + + + + + - - BIR-6 + + + + + - - - ALC-103 + + + + + + - - ALC-304 + + + + + + - -

(1) inóculo 20 l (caldo de crescimento de 24 h) em 5 ml meio TFn;

(2) LAT: lodo ativado; LEV: levedura; BIR: lodo ativado pré-incubado (temperatura ambiente por 3 dias, agitação contínua - 32 rpm); ALC: água de lixiviação do carvão.

A Figura 7a apresenta os resultados do crescimento

das leveduras LEV-1 e LEV-2, e da bactéria Acinetobacter

calcoaceticus (BIR-4), com uma turbidez mais elevada no

caldo de cultura bacteriano até a adição de 250 mg fenol/l.

O desenvolvimento das leveduras tornou-se mais pronunciado

após 68 h de teste, denotando o crescimento mais lento

destes microrganismos comparado ao crescimento da bactéria

testada nas mesmas condições. Os testes de degradação do

fenol estão presentes na Figura 7b, efetuados em um meio

com fenol como única fonte de carbono e o inóculo de 1,0%

(v/v). No meio com sais minerais e cloreto de amonium (MMO-

II) e uma concentração inicial de 50 mg fenol/l, o

experimento mostrou o declínio da concentração após a

adição de 250 mg fenol/l, após 92 h para as leveduras e

após 115 h para a bactéria BIR-4 (Acinetobacter

calcoaceticus), com taxas de degradação de 9 mg/h e 3 mg/h

respectivamente. A adição subsequente de 440 mg fenol/l e

840 mg fenol/l, para a bactéria e as leveduras

respectivamente, mostrou um declínio mais lento na

concentração do fenol residual, com taxas de degradação

inferiores à 1 mg/h.

0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

0 20 44 65 68 92 115 160 165 192

Tempo (h)

Abs

orbâ

ncia

(540

nm

)

LEV-2LEV-1BIR-4

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

0 20 44 65 68 92 115 160 165 192 240 336Tempo (h)

Con

c. F

enol

(mg/

l)

LAT-27LEV-1BIR-4

a)

b) 840 mg/l 840 mg/l 840 mg/l

250 mg/l 440 mg/l

FIGURA 7 - (a) Crescimento das leveduras LEV-1 e LEV-2, e da bactéria BIR-4 (Acinetobacter calcoaceticus) no meio MMO-II-Fn (50,0 + 5,0 mg fenol/l) e (b) concentração residual do fenol após a adição de concentrações crescentes de fenol (250,0 + 5,0; 440,0 + 10,0 e 840,0 + 5,0 mg/l) no teste de batelada incubado sob temperatura ambiente (26,0 + 2,0 oC) e agitação contínua (32 rpm).

Na Figura 8, observa-se que a levedura LEV-2

proporcionou a eliminação de 500 mg fenol/l (100%) no meio

com proteínas (TFn); no meio com solo (2,0% - p/v), sais

minerais e cloreto de amonium após 24 h. A quantidade do

fenol diminuiu em 20% e 60%, em 24 h e 72 h

respectivamente, no meio com solo (2,0% - p/v) sem o

acréscimo de sais minerais e cloreto de amonium.

Na Figura 9 observa-se que a quantidade de fenol

diminuiu entre 10% e 15% em 24 h; entre 20% e 50% no meio

com solo e entre 20% a 40% no meio com argila, sem o

acréscimo de sais minerais e o cloreto de amonium, em 240 h

de incubação sob agitação contínua e temperatura constante.

As Figuras 8 e 9 mostram o efeito da suplementação

dos sais minerais e do cloreto de amonium na degradação do

fenol, no qual a levedura testada apresentou um

comportamento semelhante ao teste com o meio TFn,

diminuindo o tempo necessário para a completa degradação do

fenol (em 24 h), comparado ao meio com solo e argila que

apresentaram um tempo superior à 240 h para a degradação

completa ou parcial do fenol, evidenciando a importância da

suplementação de compostos orgânicos (proteínas) e

inorgânicos (sais minerais e amonium) para o

desenvolvimento microbiano, conforme os trabalhos de Rubin

e Alexander (1983).

050

100150200250300350400450500

0 h 24 h 48 h 72 h 240 hTempo (h)

Con

c. fe

nol m

g/l)

TFn (Tryptic Soy broth)

solo (2,0 % sol. sais minerais MMO-II*)

solo (2,0 % )

água destilada

FIGURA 8 - Concentração residual do fenol (mg/l) no teste de batelada com: meio TFn (Tryptic Soy broth 2,5 g/l); com solo (2,0 % - p/v), sais minerais e amonium (MMO-II); com solo (2,0 % - p/v) e fenol (500 mg/l), após a adição do inóculo (1,0 %) da levedura LEV-2 (1,8 + 0,4 x 107 UFC/ml), incubados sob temperatura ambiente (26,0 + 2,0 oC) e agitação contínua (32 rpm).

LEV-2 + fenol

0

100

200

300

400

500

600

0 h 6 h 12 h 24 h 240 h

Tempo (h)

Con

c.Fe

nol (

mg/

l)

argila (2,0 %) solo (2,0 %)

água destilada

FIGURA 9 - Concentração residual do fenol (mg/l) no

teste de batelada nos meios com: argila (2,0 % - p/v); solo (2,0 % - p/v) e fenol (500 mg/l), após a adição do inóculo (1,0 %) da levedura LEV-2 (3,8 + 0,2 x 107 UFC/ml), incubados sob temperatura ambiente (26,0 + 2,0 oC) e agitação contínua (32 rpm).

Na Tabela 10 observou-se que as maiores taxas de

degradação aconteceram nas primeiras 24 h, nos testes com a

levedura LEV-2 e solo (21,7 mg/l/h); com a levedura, solo e

solução de sais minerais com amonium (15,7 mg/l/h); com a

levedura e solução de sais minerais com amonium (15,1

mg/l/h); e com a levedura e a argila (13,3 mg/l/h). Com o

aumento da concentração do fenol no meio, de 0,5 g/l para

1,0 g/l, foi verificado e efeito mais pronunciado do solo e

da argila, contribuindo para a adsorção e a metabolização

do fenol, relatado nos trabalhos de Pal et.al. (1994).

LEV-2 + fenol

Durante o segundo dia do experimento, a taxa de

degradação do fenol no meio sem sais minerais e amonium,

foi ligeiramente superior no meio com solo quando comparado

ao meio sem a presença do solo (9,7 mg/l/h e 1,7 mg/l/h,

respectivamente), possivelmente devido a lenta

disponibilização dos nutrientes pelo solo e a baixa

mineralização do fenol no solo, conforme o relato de

Dobbins et.al. (1987).

As taxas de degradação calculadas de 4,2 e 5,0

mg/l/h nas primeiras 12 e 24 h, diminuíram para 0,6 e 1,7

mg/l/h, apenas com o inóculo da levedura nos testes com

0,5 e 1,0 g de fenol/l, respectivamente. Este fato se deve

possivelmente, em virtude do arraste dos nutrientes do

caldo de crescimento e da população microbiana do inóculo,

para o teste de degradação, razão das taxas mais elevadas

em um primeiro momento. Dentre os poucos trabalhos

encontrados sobre a degradação do fenol por leveduras,

destacamos os trabalhos de Silveira Pinto et.al. (1979)

sobre a metabolização de vários compostos aromáticos por

leveduras isoladas de um estuário contaminado com petróleo,

embora não sejam relatadas as taxas de degradação do fenol.

A taxa de degradação do fenol de 1,9 mg/l/h

observada inicialmente com o solo, sem a levedura e sem a

solução de sais minerais, baixou para 0,4 mg/l/h até o

final do experimento. O solo esterilizado pode ter

metabolizado ou adsorvido o fenol durante os seis dias de

duração do teste, além da possível volatilização deste

composto. As análises do teor de fenol realizadas com as

amostras de solo e da própria solução do solo, através do

método da amino-antipirina, não foram satisfatórias e os

resultados apresentaram-se bastante variáveis, em virtude

dos baixos teores de fenol no solo natural utilizado na

padronização, e ao próprio processo extrativo discutido nos

trabalhos de Whitehead et.al. (1983).

Os testes de adsorção do fenol no solo e as

análises da atividade enzimática total do solo sobre o

fenol não apresentaram a reprodutibilidade necessária,

deste modo a análise da metabolização e adsorção do fenol

pelo solo e pelas argilas necessitam de novos trabalhos.

TABELA 10 - Taxa de degradação do fenol (mg/l/h) no teste de batelada com: solo (2,0 % - p/v); argila (2,0% - p/v); sais minerais e amonium; fenol (0,5 e 1,0 g/l) e a levedura LEV-2, incubados sob temperatura ambiente (26,0 + 2,0 oC) e agitação constante (32 rpm).

Tempo

(h)

TAXA de DEGRADAÇÃO

(mg fenol/l/h)

Fn-0,5(1) SI-sm(3) I-sm SI I S

até 12 - - - - -

até 24 15,7 15,1 5,4 5,0 1,9

24 - 48 - - 9,7 1,7 -0,2

48 - 192 - - - 0,2 0,4

Fn-1,0(2) SI AI I A S

até 12 9,4 4,7 4,2 - -

12 - 24 21,7 13,3 0,6 5,4 3,9

(1) concentração inicial de fenol: 0,5 g/l; (2) concentração inicial de fenol: 1,0 g/l; (3) S: Solo; I: inóculo da LEV-2 (7,7 + 0,2 x 107 UFC/ml

meio TFn); A: argila; sm: sais minerais e amonium.

A Figura 10 apresenta os resultados do teste

efetuado com a levedura LEV-1, que apresentaram-se

similares ao teste efetuado com a LEV-2, sugerindo ser a

mesma levedura isolada em meios de cultura diferentes.

050

100150200250300350400450500

0 h 24 h 48 h 72 h 240 htempo (h)

conc

.feno

l (m

g/l)

TFnsolo (2,0 %)solo (2,0 % sol.sais minerais MMO-II*)agua destilada

FIGURA 10 - Concentração residual do fenol (mg/l)

no teste de batelada com: meio TFn (Tryptic Soy broth 2,5 g/l); solo (2,0 % - p/v) e sais minerais com amonium (MMO-II); solo (2,0 % - p/v) sem sais minerais; fenol (500 mg/l), após a adição do inóculo (1,0 %) da levedura LEV-1 (3,6 + 0,3 x 107 UFC/ml), incubados sob temperatura ambiente (26,0 + 2,0 oC) e agitação contínua (32 rpm).

Os teores da concentração de fenol nos testes de

degradação efetuados estão discriminados nos Apêndices 26 a

28.

5.5 - Quantificação microbiana

A Tabela 11 mostra um pequeno aumento da população

total no meio com solo (2,0%) e o inóculo da levedura LEV-2

(105 UFC/ml), quando comparada com a população do ensaio

com o inóculo e sem o solo (104 UFC/ml). Em ambos os meios

utilizados para a quantificação, meio TFn com 0,5 e 1,0 g

fenol/l, a população permaneceu constante no experimento.

LEV-1 + fenol

TABELA 11 - População de leveduras (UFC/ml) recuperadas no meio TFn (Tryptic Soy broth) com fenol (0,5 e 1,0 g/l) no teste de batelada com: solo (2,0 % - p/v); inóculo da levedura LEV-2 (3,7 + 0,2 x 107

UFC/ml); e fenol (0,4 g/l), sob incubação a temperatura ambiente (26 + 2 oC) e agitação contínua (32 rpm), realizado em triplicata (média + desvio padrão).

Tempo

População total (UFC/ml)

meio TFn-0,5(1)

(h) LEV-2 + Solo Solo LEV-2

168 8,0 + 3,6 x 105 < 102 3,3 + 2,4 x 104

336 9,3 + 1,9 x 105 < 102 6,9 + 1,6 x 104


meio TFn-1,0(2)

168 5,4 + 1,6 x 105 < 102 2,0 + 2,0 x 104

336 4,2 + 0,9 x 105 < 102 6,0 + 0,8 x 104

(1) Tryptic Soy broth 2,5 g/l; fenol 0,5 g/l; (2) Tryptic Soy broth 2,5 g/l; fenol 1,0 g/l.

A Tabela 12 apresenta a população de leveduras

recuperadas no meio com 0,5 e 1,0 g fenol/l, mais elevada

no meio com sais minerais e amonium (107 UFC/ml) quando

comparada ao meio com solo (105 UFC/ml).

Na Tabela 13, a presença da argila e do solo no

meio não alterou significativamente a população de

leveduras, que permaneceu constante (105 UFC/ml) no meio

com 1,0 g fenol/l, nas primeiras 48 h de incubação no

ensaio de degradação, sob agitação contínua e temperatura

ambiente.

TABELA 12 - População de leveduras (UFC/ml) recuperadas no meio TFn (Tryptic Soy broth) com fenol (0,5 e 1,0 g/l) no teste de batelada com: solo (2,0 % - p/v); sais minerais e amonium (MMO-II); inóculo da levedura LEV-2 (7,7 + 0,2 x 107 UFC/ml); e fenol (0,4 g/l), sob incubação a temperatura ambiente (26 + 2 oC) e agitação contínua (32 rpm), realizado em triplicata (média + desvio padrão).

Tempo


meio TFn-0,5(1)

(h) LEV-2 + Solo

MMO-II(2)

LEV-2 +

MMO-II

LEV-2 +

Solo

LEV-2

24 1,4 + 0,2

x 107

6,0 + 0,4

x 107

4,2 + 1,4

x 105

8,8 + 2,5

x 105

48 nd(3) nd 5,0 + 2,0

x 105

5,7 + 1,8

x 105


meio TFn-1,0(4)

24 1,5 + 0,8

x 107

4,4 + 0,5

x 107

4,8 + 0,8

x 105

3,5 + 0,5

x 105

(1) Tryptic Soy broth 2,5 g/l; fenol 0,5 g/l; (2) MMO-II: K2HPO4 0,65 g/l; KH2PO4 0,17 g/l; MgSO4 7H2O

0,1 g/l; ClNH4 1,0 g/l; NaCl 0,5 g/l; FeSO4 7H2O (0,01M) 1,0 ml/l; CaCl2 (0,02M) 1,0 ml/l;

(3) não determinado (4) Tryptic Soy broth 2,5 g/l; fenol 1,0 g/l.

TABELA 13 - População de leveduras (UFC/ml) recuperadas no meio TFn (Tryptic Soy broth) com fenol (0,5 e 1,0 g/l) no teste de batelada com: argila (2,0 % - p/v); solo (2,0 % - p/v); inóculo da levedura LEV-2 (1,7 + 0,3 x 107 UFC/ml); e fenol (1,0 g/l), sob incubação a temperatura ambiente (26 + 2 oC) e agitação contínua (32 rpm), realizado em triplicata (média + desvio padrão).

Tempo


meio TFn-0,5(1)

(h) LEV-2 +

Argila

LEV-2 +

Solo

LEV-2

6 1,6 + 0,5 x 105 1,8 + 0,5 x 105 3,5 + 0,8 x 105

12 9,8 + 3,3 x 104 2,6 + 0,1 x 105 6,8 + 1,1 x 105

24 1,1 + 0,8 x 105 2,0 + 0,6 x 105 5,8 + 1,5 x 105

48 1,8 + 0,9 x 105 4,2 + 0,2 x 105 nd(2)


meio TFn-1,0(3)

6 1,5 + 0,1 x 104 1,4 + 0,3 x 105 2,7 + 0,3 x 105

12 2,7 + 1,3 x 104 2,4 + 0,2 x 105 5,7 + 0,2 x 105

24 2,3 + 1,0 x 105 1,9 + 0,9 x 105 3,8 + 0,6 x 105

48 1,1 + 0,2 x 105 3,9 + 1,1 x 105 nd

(1) Tryptic Soy broth 2,5 g/l; fenol 0,5 g/l; (2) não determinado; (3) Tryptic Soy broth 2,5 g/l; fenol 1,0 g/l.

Os resultados confirmam a influência da

suplementação dos sais minerais, no desenvolvimento

microbiano e consequentemente na metabolização dos

compostos orgânicos, com o aumento da população e da taxa

de degradação. Os teores de solo e de argila utilizados no

teste (2,0%) não apresentaram influência significativa

sobre a população de leveduras, embora os trabalhos de

Stotzky (1986) e Asturias (1989) tenham relatado o aumento

do crescimento e a diminuição do período inicial de

adaptação microbiana, especialmente sobre os efeitos da

argila montmorilonita no desenvolvimento bacteriano.

A Tabela 14 apresenta o efeito da adição do lodo

ativado ao solo, com o aumento da população de bactérias

(105 a 107 UFC/g solo) e de leveduras (104 a 106 UFC/g solo)

após 72 h. O lodo ativado apresentou uma população de 107

UFC/ml no meio Thorton e 106 UFC/ml no meio GPENC.

TABELA 14 - Quantificação das bactérias totais (meio Thorton) e das leveduras totais (meio GPENC) do solo testado nos tubos percoladores, antes e após a adição do lodo ativado, realizado em triplicata (média + desvio padrão).

Adição

ao solo

Bactérias Totais

meio Thorton(1)

Leveduras Totais

meio GPENC(2)

(UFC/g solo) (UFC/g solo)

Antes 7,6 + 4,3 x 105 4,1 + 1,6 x 104

Após(3) 8,4 + 3,7 x 107 6,4 + 3,1 x 106

(1) em g/l: K2HPO4 (1,0); MgSO4.7 H2O (0,2); CaCl2 (0,1); NaCl (0,1); FeCl3 (0,002); KNO3 (0,5); Manitol (1,0); Asparagina (0,5);

(2) em g/l: Glicose (20,0); Peptona (10,0); Extrato de Levedura (5,0); NaCl (25,0); Cloranfenicol (0,4); pH 4,0;

(3) 72 h após.

A Tabela 15 apresenta a população de

microrganismos recuperados no meio com sais minerais e

amonium (MMO-II), e fenol como única fonte de carbono.

Com o aumento da concentração do fenol no meio TFn (0,03 a

1,0 g/l) utilizado na quantificação microbiana, a

população do solo não contaminado (104 e 106 UFC/g)

aumentou (106 e 108 UFC/g) após a adição do lodo ativado,

contribuindo para o aumento da população microbiana do

solo de modo geral.

TABELA 15 - Quantificação dos microrganismos

heterotróficos (UFC/g) do solo testado nos tubos percoladores (TP-I) e recuperados no meio com sais minerais e amonium (MMO-II) e fenol (0,03; 0,1; 0,5 e 1,0 g/l), antes e após a adição do lodo ativado (25% - v/v), realizado em triplicata (média + desvio padrão).

Adição

do

Microrganismos Totais (UFC/g solo)

meio MMO-II(1)

lodo concentração do fenol

ao solo 0,03 g/l 0,1 g/l 0,5 g/l 1,0 g/l

Antes 2,4 + 0,9

x 106

3,0 + 1,1

x 106

2,8 + 1,3

x 105

1,7 + 0,8

x 104

Após(2) 1,8 + 1,3

x 108

6,0 + 3,6

x 107

6,1 + 3,5

x 107

4,3 + 2,0

x 106

(1) em g/l: K2HPO4 (0,65); KH2PO4 (0,17); MgSO4 7.H2O (0,1); ClNH4 (1,0); NaCl (0,5); FeSO4 7.H2O (0,01M) 1,0 ml/l; CaCl2 (0,02M) 1,0;

(2) 72 h após.

A Tabela 16 apresenta o aumento significativo da

população do solo, de 105 para 107 UFC/g solo no meio TFn

(com 0,5 e 1,0 g fenol/l), no teste efetuado em vasos.

TABELA 16 - Quantificação dos microrganismos heterotróficos (UFC/g) do solo no teste de crescimento vegetal em vaso (TCV-I), recuperados no meio TFn (Tryptic Soy broth) com fenol (0,5 e 1,0 g/l), após a adição do lodo ativado líquido (16 l/vaso); lodo concentrado (10 % - v/v); esterco e calcário, realizado em triplicata (média + desvio padrão).

Teste (2)

Quantidade

População heterotrófica total

(UFC/g solo)

adicionada meio TFn-0,5(2) meio TFn-1,0(3)

LAt 384,0 ml/Kg 2,4 + 0,6 x 107 1,1 + 0,3 x 107

LA-c 77,0 ml/Kg 1,9 + 0,6 x 107 8,3 + 3,7 x 106

Est 46,0 g/Kg 1,8 + 1,6 x 106 8,5 + 0,1 x 105

Cal 4,3 g/Kg 1,6 + 0,4 x 106 1,5 + 0,3 x 106

Solo - 7,5 + 3,2 x 105 1,1 + 0,2 x 105

(1) LAt: lodo ativado (16 litros/vaso); LA-c: lodo ativado concentrado (10% - v/v); Est: esterco bovino estabilizado (10% - v/v); Cal: calcário dolomítico (IMBRACAL - PRNT 90,2); Solo: solo natural;

(2) Tryptic Soy broth 2,5 g/l; fenol 0,5 g/l; (3) Tryptic Soy broth 2,5 g/l; fenol 1,0 g/l.

Segundo Riis et.al. (1998), a extração microbiana a

partir do solo é da ordem de 20% a 30% nos métodos que

utilizam a contagem em placas com meios seletivos e poucas

etapas extrativas, devido a forte adsorção microbiana.

Entretanto, os resultados mostraram o aumento da população

microbiana (107 UFC/g solo) após a adição do lodo ativado

ao solo, nas concentrações testadas (77 e 384 ml/Kg). A

adição de calcário e de esterco bovino proporcionaram menor

aumento da população microbiana (106 UFC/g solo).

O solo não contaminado apresentou normalmente uma

população microbiana aproximada de 105 UFC/g solo,

recuperada no meio TFn com 0,5 e 1,0 g fenol/l, mostrando o

metabolismo aromático natural dos microrganismos presentes

no solo, conforme o relato de vários trabalhos (Bailly

et.al., 1977; Pal et.al., 1994).

5.6 - Crescimento vegetal em vasos

O solo classificado como podzólico coletado no

planalto catarinense, apresentou discreta participação nos

testes de degradação do fenol nos testes em batelada, em

meio líquido com microrganismos selecionados. A Tabela 17

apresenta as características físico-químicas do solo

testado nos vasos, com uma pequena elevação do pH do solo

após a adição do lodo ativado (pH 5,7), correspondente ao

valor alcançado após a adição do calcário (pH 5,9).

O ensaio de crescimento vegetal efetuado nos vasos

com solo, permitiu uma melhor observação do efeito da

contaminação do solo, com o resíduo da Estação de

Tratamento do Efluente do gaseificador de carvão mineral. A

Tabela 18 mostra uma redução no desenvolvimento da aveia

(Avena sativa) e do trevo (Trifolium pratense) após a

adição do lodo ativado ao solo.

TABELA 17 - Determinação da condutividade e do pH do solo, antes e 30 dias após a adição do lodo ativado da Estação de Tratamento do Efluente do gaseificador de carvão mineral, realizado em triplicata (média + desvio padrão).

Adição Antes Após(1)

Teste

Condutividade

(ms)

pH

Condutividade

(ms)

pH

LAt(2) 48,5 + 3,5 4,32 + 0,12 1.610,0 + 10,0 5,68 + 0,06

LA-c(3) 44,0 + 5,6 4,21 + 0,04 116,5 + 26,0 4,36 + 0,20

Est(4) 39,0 + 6,1 4,43 + 0,05 161,5 + 1,5 4,65 + 0,09

Cal(5) 51,0 + 5,5 4,28 + 0,06 164,5 + 7,5 5,91 + 0,04

Solo(6) 34,5 + 6,9 4,54 + 0,08 48,0 + 4,0 4,76 + 0,05

(1) 30 dias após a adição do lodo ativado; (2) LAt: lodo ativado (384,0 ml/Kg solo); (3) LA-c: lodo ativado concentrado (umidade 50% - p/v) (77,0 ml/Kg); (4) Est: esterco bovino estabilizado (46,0 g/Kg); (5) Cal: calcário dolomítico (PRNT 90,2)(4,3 g/Kg); (6) Solo: teste controle (sem resíduos/corretivos).

A concentração média de 12,2 + 5,6 mg/l de fenóis

totais presente no lodo ativado, proporcionou uma

concentração residual média inferior a 5,0 mg/l no solo

coletado ao término do ensaio, após extração em solução

aquosa (pH 7,0). Os demais componentes do lodo ativado não

foram avaliados individualmente, entretanto os efeitos da

adição proporcionaram modificações nas caraterísticas

físico-químicas do solo após 30 dias, e consequentemente no

desenvolvimento vegetal. Os resultados estão presentes na

Figura 11.

TABELA 18 - Determinação da massa fresca e da massa seca de

Avena sativa (aveia) e do número de brotamentos de Trifolium pratense (trevo) no teste de crescimento vegetal em vaso (TCV) (1), após a adição do efluente (16 l/vaso) e do lodo (10 % v/v) da Estação de Tratamento do Efluente do gaseificador de carvão mineral, realizado em triplicata (média + desvio padrão).

Teste(1)

Avena sativa(2)

massa fresca

(g)

Avena sativa(2)

massa seca

(g)

Trifolium

pratense(3)

(% germinação)

LAt(4) 1,66 + 0,04 0,15 + 0,02 0

LA-c(5) 3,49 + 0,03 0,24 + 0,01 16,2 + 4,5

Est(6) 3,82 + 0,11 0,26 + 0,01 39,7 + 5,8

Cal(7) 4,54 + 0,16 0,26 + 0,01 46,7 + 6,9

Solo(8) 3,44 + 0,09 0,25 + 0,01 34,2 + 4,8

(1) semeadura 30 dias após a adição do resíduo/corretivos; (2) 100 sementes aveia/vaso; (3) 625 sementes trevo (1,0 g)/vaso; (4) LAt: lodo ativado (384,0 ml/Kg solo); (5) LA-c: lodo ativado concentrado (umidade 50% - p/v) (77,0 ml/Kg); (6) Est: esterco bovino estabilizado (46,0 g/Kg); (7) Cal: calcário dolomítico (PRNT 90,2)(4,3 g/Kg); (8) Solo: teste controle (sem resíduos/corretivos).

O efeito da contaminação do solo com o resíduo da

Estação de Tratamento do fluente do gaseificador de carvão

mineral, ficou melhor evidenciado no ensaio de crescimento

vegetal do que no ensaio com microrganismos. A utilização

de bioensaios com plantas nos testes que avaliam a

remediação do solo em locais contaminados com rejeitos

industriais sugerido por Meier et.al (1997), torna-se

promissor e necessita da continuação dos trabalhos, uma vez

que está bem difundida a importância do crescimento vegetal

para a melhoria da qualidade do ambiente, e do solo em

particular; seja participando da troca de nutrientes ou

absorvendo compostos presentes no solo de forma excessiva.

FIGURA 11 - Massa seca de aveia (Avena sativa) e

pH da solução do solo, após a contaminação do solo com o

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

LAt LA-c Est Cal Solo

pH e massa seca (g)

pHAveia (g)

lodo ativado (LAt: 384,0 ml/Kg; LA-c: 77,0 ml/Kg), e a adição de calcário (Cal: 4,3 g/Kg) e esterco bovino (Est: 46,0 g/Kg), após a semeadura (100 sementes/vaso) e o crescimento da planta (30 a 40 dias).

6 - CONCLUSÕES

a) A adição do lodo ativado ao solo proporcionou

uma diminuição no número de sementes germinadas de trevo

(Trifolium pratense) e no peso final da biomassa verde da

cultura de aveia (Avena sativa); embora não tenha sido

observado sintomas de fitotoxicidade.

b) A população microbiana aumentou e houve uma

elevação do pH do solo, após a adição do lodo ativado.

c) Os trabalhos relacionados à remediação dos solos

contaminados por compostos aromáticos, enfatizam a

utilização dos fungos filamentosos, e os trabalhos

relacionados à degradação do fenol enfatizam a utilização

das bactérias. Este trabalho enfatizou a utilização das

leveduras.

d) Os isolados de leveduras mostraram tolerância

aos maiores teores de fenol testados (até 480 mg/l), quando

comparados aos isolados bacterianos do lodo ativado;

entretanto a adição contínua de fenol possibilitou a

adaptação microbiana à concentrações maiores.

e) As leveduras (LEV-1 e LEV-2) e a bactéria

Acinetobacter calcoaceticus (BIR-4) isoladas do lodo

ativado, apresentaram melhor atividade no meio tamponado

com proteínas (Tryptic Soy broth) e menor atividade no meio

com sais minerais, acrescidos de fenol (0,5 g/l).

f) A solução de sais minerais com cloreto de

amonium possibilitou uma taxa de degradação do fenol mais

elevada, quando comparada à solução aquosa com solo (2,0%)

ou argila (2,0%), no ensaio com a levedura isolada (LEV-2).

A adição de sais minerais ao meio de cultura proporciona um

melhor desenvolvimento microbiano, independentemente da

adição do solo e da argila nas concentrações testadas.

g) A adição do solo (2,0%) proporcionou uma taxa de

degradação mais elevada com o aumento da concentração do

fenol no meio (de 0,4 para 1,0 g/l), quando comparada à

adição da argila (2,0%), no ensaio com a levedura isolada.

h) A adição de concentrações crescentes de fenol no

teste de batelada (em Erlenmeyers), mostrou-se um modelo

apropriado para a adaptação microbiana e para a

determinação da taxa de degradação de compostos orgânicos,

de fundamental importância para os reatores industriais.

7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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8 - APÊNDICES

APÊNDICE 1 - Características físico-químicas do efluente de coqueria e eficiência do sistema de tratamento, em um reator experimental de lodo ativado (E.U.A.).

Características

físico-químicas

Afluente (1)

(mg/l)

Efluente

(mg/l)

Eficiência

(%)

DQO (2) 5.652,0 2.689,0 52,4

Fenóis totais 132,0 1,7 98,7

Cresóis 30,0 nd 100,0

Dimetil-hidantoína 974,0 935,0 4,0

Cianetos 29,0 14,5 50,0

Tiocianatos 193,0 50,0 74,0

Sulfatos 28,0 436,0 nd

Metanol 180,0 nd 100,0

Amônia 571,0 606,0 nd

Alcalinidade 1.191,0 1.265,0 nd

(1) volume de efluente tratado: 2.040 litros; oxigênio dissolvido: 2,0 a 3,0 mg/l;

tempo de retenção hidráulica: 3 dias; tempo de retenção de sólidos: 20 dias. (2) demanda química de oxigênio Fonte: Gallagher e Felix(1985).

APÊNDICE 2 - Características físico-químicas do efluente de coqueria e eficiência do sistema de tratamento, em uma estação experimental de lodo ativado (Polônia).

Características

físico-químicas

Afluente (1)

(mg/l)

Efluente (2)

(mg/l)

Eficiência

(%)

DQO (3) 1.610,0 161,0 90,0

Fenóis totais 990,0 8,5 99,2

Fenóis voláteis 650,0 0,5 99,9

Fenóis não voláteis 340,0 8,0 97,7

Cianetos 16,0 1,4 91,2

Tiocianatos 580,0 58,0 90,0

Tiossulfatos 640,0 122,0 75,0

Sulfitos 135,0 45,0 66,0

Sulfetos 60,0 27,0 55,0

(1) vazão média de entrada na estação de tratamento: 85 m3/dia.

(2) efluente final do sistema de tratamento (3) demanda química de oxigênio Fonte: Gallagher e Felix (1985).

APÊNDICE 3 - Características físico-químicas (média e desvio padrão) da água de lixiviação do carvão mineral, coletada em Criciúma (SC).

Local

pH

Acidez(1)

(ppm)

Sulfatos (2)

(ppm)

Ferro(3)

(ppm)

L-1

(nascente do

rio Sangão)

7,3 + 0,3

2,2 + 1,6

0,2 + 0,1

< 0,1

L-4

(lagoa de

captação de

um lavador)

5,0 + 1,1

196,5 + 65,1

18,3 + 4,9

8,0 + 2,3

(1) método da titulação com hidróxido de sódio; (2) método da precipitação do sulfato de bário; (3) método da fenantrolina. Fonte: Silva Filho (em publicação).

APÊNDICE 4 - Características físico-químicas do efluente do gaseificador (licor fenólico), após a queima do carvão mineral procedente do Rio Grande do Sul.

Características

físico-químicas

carvão

COPELMI(1)

carvão

PALERMO(1)

fenol 3.000-3.500 ppm 2.000-2.500 ppm

cianetos 30 ppm 10 ppm

tiocianatos 910-1.200 ppm 500-800 ppm

tiossulfatos 1.050 ppm nd

sulfetos 150-300 ppm 50-100 ppm

sulfatos 50 ppm 50 ppm

amônia 3.500-4.000 ppm 2.500-3.000 ppm

cloretos 1.600 ppm nd

cálcio 1.600 ppm 1.600 ppm

sódio 15 ppm nd

sílica 10 ppm 10 ppm

alcatrão 600-1.100 ppm 80-100 ppm

DBO (2) 14.000 ppm 9.000 ppm

DQO (3) 30.000 ppm 20.000-23.000 ppm

(1) empresa fornecedora do carvão;

(2) demanda bioquímica de oxigênio;

(3) demanda química de oxigênio; Fonte: Mariese Olivo Brida (comunicação pessoal).

APÊNDICE 5 - O método colorimétrico da amino-antipirina para análise dos fenóis totais.

a. Reagentes

- Glicina 0,1 M (pH 9,7);

- K3Fe(CN)6 5,0% (p/v), diluído em glicina;

- 4-amino-antipirina 0,25% (p/v), diluído em glicina.

b. Metodologia

Em microplacas limpas e secas adicionar:

- amostra diluída ou concentrada.................... 100

l

- solução de ferrocianeto........................... 10

l

- solução de amino-antipirina....................... 100

l

Aguardar 15 minutos para a reação de cor.

c. Leitura

A leitura é automatica na Leitora de Microplacas (mod.2001

- WHITTAKER BIOPRODUCTS) utilizando o comprimento de

onda de 505 nm.

d. Reagentes extratores

Reagente A: Na3C6H5O7.2 H2O (p.m. 294,11)....9,605 g/500 ml

Reagente B: Na2HPO4.12 H2O (p.m. 358,14)... 35,850 g/500 ml

Tampão citrato-fosfato:

- 30,7 ml reagente A + 19,3 ml reagente B

- completar para 100 ml com água destilada

- corrigir o pH (4,0) com HCl.

APÊNDICE 6 - Modelo do teste de batelada(1) com a levedura

LEV-1 isolada do lodo ativado, fenol (0,5 g/l), solo (2,0 % p/v), sais minerais e amonium (MMO-II(2).

Teste

Inóculo(3)

Fenol

Solo

Solução

Análises(4)

(g/l) (g) (ml)

TD-1 LEV-1 0,5 2,0 100,0 fenol

TD-2 LEV-1 0,5 2,0 100,0 fenol

TD-3 LEV-1 0,5 - 100,0 fenol

TD-4 LEV-1 0,5 - 100,0 fenol

TD-5 - 0,5 2,0 100,0 fenol

TD-6 - 0,5 2,0 100,0 fenol

TD-7 - 0,5 - 100,0 fenol

(1) Erlenmeyer (250 ml) com 100 ml de solução, agitação contínua(32 rpm), temperatura ambiente (26 + 2 oC);


(3) Inóculo (1,0 ml) do crescimento (24 h) no meio TFn (Tryptic Soy broth 2,5 g/l; fenol 0,5 g/l);

(4) Método colorimétrico da amino-antipirina.

APÊNDICE 7 - Modelo do teste de batelada(1) com a levedura LEV-2 isolada do lodo ativado, com fenol (0,5 g/l), argila (2,0 % p/v), sais minerais e amonium (MMO-II)(2).

Teste

Inóculo(3)

Fenol

Argila

Solução

Análises(4)

(g/l) (g) (ml)

TD-1 LEV-2 0,5 2,0 100,0 fenol

TD-2 LEV-2 0,5 2,0 100,0 fenol

TD-3 LEV-2 0,5 - 100,0 fenol

TD-4 LEV-2 0,5 - 100,0 fenol

TD-5 - 0,5 2,0 100,0 fenol

TD-6 - 0,5 2,0 100,0 fenol

TD-7 - 0,5 - 100,0 fenol

(1) Erlenmeyer (250 ml) com 100 ml, incubação sob agitação contínua (32 rpm), temperatura ambiente (26 + 2 oC);




APÊNDICE 8 - Modelo do teste de batelada(1) com a levedura LEV-1 (isolada do lodo ativado) com fenol (0,5 g/l), argila montmorilonita (2,0 % p/v) em solução de sais minerais e amonium (MMO-II)(2).

Teste

Inóculo(3)

Fenol

Solo

Solução

Análises(4)

(g/l) (g) (ml)

TD-1 LEV-1 0,5 2,0 100,0 fenol

TD-2 LEV-1 0,5 2,0 100,0 fenol

TD-3 LEV-1 0,5 - 100,0 fenol

TD-4 LEV-1 0,5 - 100,0 fenol

TD-5 - 0,5 2,0 100,0 fenol

TD-6 - 0,5 2,0 100,0 fenol

TD-7 - 0,5 - 100,0 fenol

(1) Erlenmeyer (250 ml) com 100 ml, agitação contínua (32 rpm), temperatura ambiente (26 + 2 oC);




APÊNDICE 9 - Modelo do teste de batelada(1) com as leveduras LEV-1 e LEV-2 isoladas do lodo ativado, no meio de cultura TFn (Tryptic Soy Broth - 2,5 g/l), fenol (0,5 g/l), solução de sais minerais e amonium (MMO-II)(2).

Teste

Inóculo(3)

Fenol

TFn

Solução

Análises(4)

(g/l) (ml) (ml)

TD-1 LEV-1 0,5 100,0 - fenol

TD-2 LEV-1 0,5 100,0 - fenol

TD-3 LEV-1 0,5 - 100,0 fenol

TD-4 LEV-1 0,5 - 100,0 fenol

TD-5 LEV-2 0,5 100,0 - fenol

TD-6 LEV-2 0,5 100,0 - fenol

TD-7 LEV-2 0,5 - 100,0 fenol

TD-8 LEV-2 0,5 - 100,0 fenol

TD-9 - 0,5 100,0 - fenol

TD-10 - 0,5 - 100,0 fenol

(1) Erlenmeyer (250 ml) com 100 ml, agitação contínua (2) (32 rpm), temperatura ambiente (26 + 2 oC); (3) MMO-II: K2HPO4 0,65 g/l; KH2PO4 0,17 g/l; MgSO4 7H2O

0,1 g/l; ClNH4 1,0 g/l; NaCl 0,5 g/l; FeSO4 7H2O (0,01M) 1,0 ml/l; CaCl2 (0,02M) 1,0 ml/l;

(4) Inóculo (1,0 ml) do crescimento (24 h) no meio TFn (Tryptic Soy broth 2,5 g/l;fenol 0,5 g/l);


APÊNDICE 10 - Teste de tolerância microbiana em tubos plásticos percoladores (TP-I). Esquema da adição do lodo ativado de um sistema de tratamento de efluentes de um gaseificador de carvão mineral e das leveduras LEV-1 e LEV-2, ao solo.

Teste

Suporte(1)

Inóculo(2

)

Resíduo adicionado(3)

P(4) - 1 solo LEV-1 250 ml de lodo ativado

P - 2 solo LEV-2 250 ml de lodo ativado

P - 3 solo - 250 ml de lodo ativado

P - 4 solo

esterilizado

- 250 ml de lodo ativado

P - 5 solo - -

P - 6 solo - -

(1) 1.000 g de solo seco peneirado (2,00 mm de diâmetro); (2) Inóculo (50 ml) a partir do meio TFn (Tryptic Soy

broth 2,5 g/l; fenol 0,5 g/l); (3) Lodo ativado da estação de tratamento do efluente do

gaseificador de carvão, diluído a 25% (v/v) em água destilada estéril;

(4) P: tubo percolador.

APÊNDICE 11 - Cronograma do teste de tolerância microbiana

no tubo plástico percolador (TP-I).

Datas

Descrição do material adicionado ao percolador

15/05/96 Início dos testes P-1, P-2 e P-3(1)

16/05/96 200 ml de água(2) em P-1 e P-2.

16/05/96 25 ml do inóculo de LEV-2(3) (1,5 x 106 UFC/ml)

em P-2.

16/05/96 25 ml do inóculo de LEV-1(3) (2,5 x 106 UFC/ml)

em P-1.

21/05/96 200 ml de água em P-3

27/05/96 200 ml de água em P-1, P-2 e P-3

03/06/96 25 ml do inóculo de LEV-2 (1,5 x 106 UFC/ml) em

P-2.

03/06/96 25 ml do inóculo de LEV-1 (2,5 x 106 UFC/ml) em

P-1

03/06/96 50 ml de água em P-3

15/06/96 Início dos testes P-4, P-5 e P-6

15/06/96 200 ml de água em P-4

17/07/96 250 ml do lodo ativado diluído (25% - v/v) em

P-1, P-2, P-3 e P-4

31/07/96 Últimas determinações

(1) P: tubo percolador. (2) Adição de água para manutenção da umidade; (3) LEV-1 e LEV-2: leveduras isoladas do lodo ativado.

APÊNDICE 12 - Teste de percolação (TP-II). Esquema da adição do lodo ativado e do inóculo da levedura LEV-2 isolada do lodo ativado (107 UFC/ml).

Tubo

percolador

Material

suporte(1)

Inóculo(2)

(% - v/v)

Lodo ativado(3)

(% - v/v)

P(4) - 10 solo 10,0 20,0

P - 11 solo 10,0 100,0

P - 12 solo 10,0 20,0

P - 13 solo 10,0 100,0

P - 14 solo 50,0 20,0

P - 15 solo 50,0 100,0

P - 16 solo 50,0 20,0

P - 17 solo 50,0 100,0

P - 18 solo - -

P - 19 solo - -

(3) solo seco peneirado (diâmetro de 2,00 mm) - 1.000 g; (4) crescimento no meio TFn, temperatura 28 oC, 24 h; (5) lodo ativado diluído em água destilada esterilizada; (6) P: tubo percolador.

APÊNDICE 13 - Cronograma do teste de percolação (TP-II).

Datas

Descrição do material adicionado ao percolador

24/07/97 Início dos testes P-10 a P-19

24/07/97 100 ml do inóculo de LEV-2(1) (10%) em P-10

a P-13

24/07/97 100 ml do inóculo de LEV-2 (50%) em P-14 a

P-17

24/07/97 100 ml de água(2) em P-18 e P-19

14/08/97 100 ml do efluente (20%) em P-10, P-12, P-14

e P-16

14/08/97 100 ml do efluente (100%) em P-11, P-13, P-

15 e P-17

14/08/97 100 ml de água em P-18 e P-19

13/11/97 100 ml do efluente (20%) em P-10, P-12, P-14

e P-16

13/11/97 100 ml do efluente (100%) em P-11, P-13, P-

15 e P-17

13/11/97 100 ml de água em P-18 e P-19

02/12/97 Últimas determinações

(1) LEV-2: levedura isolada do lodo ativado; (2) Água para manutenção da umidade (20 a 30% p/p); (3) P: tubo percolador.

APÊNDICE 14 - Monitoramento da umidade do solo nos tubos de percolação (TP-I), após a adição de água destilada esterilizada e do lodo ativado concentrado (diluído a 25% - v/v).

Data

Umidade(1) (% - p/p)

TP-1 TP-3 TP-4 TP-5 TP-6

15/05/96 13,5(2) 13,5(2) nd(3) nd nd

16/05/96 nd nd nd nd nd


29/05/96 31,7 25,9 nd nd nd


13/06/96 21,3 26,8 13,0(2) 13,0(2) 13,0(2)


18/06/96 15,0 27,3 22,4 nd nd

02/07/96 12,6 27,2 18,1 nd nd


18/07/96 20,9 32,3 27,8 nd nd

31/07/96 28,6 28,4 24,7 12,2 11,7

(1) peso líquido/peso total; (2) umidade inicial média do solo seco peneirado (2,0 mm);

(3) não determinado.

APÊNDICE 15 - Meios de cultura utilizados.

a. TFn Tryptic Soy broth (DIFCO) 2,5 g/l + fenol 0,5 g/l

(Barbosa et al., 1995). b. TFE Tryptic Soy broth (DIFCO) 2,5 g/l + efluente do

gaseificador (Barbosa et al., 1995). c. Solução de sais I (MMO-I) K2HPO4 0,65 g/l; KH2PO4 0,17 g/l; MgSO4 7H2O 0,1

g/l; NaNO3 1,0 g/l; NaCl 0,5 g/l; FeSO4 7H2O (0,01M) 1,0 ml/l; CaCl2 (0,02M) 1,0 ml/l (Providenti et al., 1995).

d. Solução de sais II (MMO-II) K2HPO4 0,65 g/l; KH2PO4 0,17 g/l; MgSO4 7H2O 0,1

g/l; ClNH4 1,0 g/l; NaCl 0,5 g/l; FeSO4 7H2O (0,01M) 1,0 ml/l; CaCl2 (0,02M) 1,0 ml/l (Providenti et.al., 1995).

e. MEL-Fn Melaço [carboidratos 65%; nitrogênio total 0,5%;

cinzas 8,5% e outros] 2,5 g/l + fenol 0,5 g/l; f. Agr-Fn

Agrosix [nitrogênio total 16,0 %; óxido de

potássio 4,0 % e outros] 2,5 g/l + fenol 0,5 g/l; g. GPENC Para o isolamento e a quantificação de leveduras:

Glicose 20 g/l; Peptona 10 g/l; Extrato de Levedura 5 g/l; NaCl 25g/l; Cloranfenicol 400 mg/l; pH 4,0 (Hagler et.al., 1997).

APÊNDICE 16 - Descrição do teste de crescimento em vasos.

Vasos (1)

Volume adicionado (em litros)

areia(2)

solo(3)

esterco(4)

LA-c(5)

LAt(6)

água (7)

TTV - A 2 20 - - 10 -

TTV - B 2 20 - - 10 -

TTV - C 2 20 - 2 - 1

TTV - D 2 20 - 2 - 1

TTV - E 2 20 2 - - 2

TTV - F 2 20 2 - - 2

TTV - G 2 20 - - - 2

TTV - H 2 20 - - - 2

(1) Vaso de amianto de 40 cm (diâmetro) x 40 cm (altura);

(2) Suporte filtrante lavado (diâmetro de 4,00 mm); (3) Solo seco peneirado (diâmetro de 2,00 mm); (4) Esterco bovino (estabilizado por 2 meses); (5) Lodo ativado concentrado (umidade de 50% p/p); (6) Lodo ativado (20 l fenol/ml); (7) Para manutenção da umidade (entre 20% e 30% - p/p).

APÊNDICE 17 - Cronograma do teste de crescimento em

vasos. Determinação do número de plântulas de Trifolium pratense (trevo).

Datas

Descrição do material adicionado aos vasos (1)

04/02/97 Início dos testes.

Preparo dos vasos TTV-A a TTV-H

04/02/97 Adição de água (2)

05/03/97 Primeira semeadura de Trifolium pratense

625 sementes/vaso(3)

17/03/97 Primeira contagem das plântulas

24/03/97 Segunda contagem das plântulas

14/04/97 Segunda semeadura de Trifolium pratense

625 sementes/vaso

24/04/97 Primeira contagem das plântulas

28/04/97 Segunda contagem das plântulas


(2) Para manutenção da umidade (entre 20% e 30% - p/p); (3) Semeado 1,0 g (625 sementes)/vaso.

APÊNDICE 18 - Cronograma do teste de crescimento em vasos.

Determinação da massa seca de Avena sativa (aveia).

Datas

Descrição do material adicionado aos vasos (1)

30/04/97 Início dos testes.

Preparo dos vasos TTV-A a TTV-H

30/04/97 Preparo dos vasos TTV-I a TTV-J

Adição de calcário (2)

02/05/97 Adição de água (3)

13/05/97 Semeadura de Avena sativa

100 sementes/vaso

16/06/97 Corte das folhas de Avena sativa

04/07/97 Semeadura de Avena sativa

100 sementes/vaso

28/07/97 Corte das folhas de Avena sativa


(2) Calcário dolomítico IMBRACAL (PRNT 90,2%) para correção do pH (para 6,0);

(3) Para manutenção da umidade (entre 20% e 30% - p/p).

APENDICE 19 - Características morfológicas coloniais e coloração de Gram das células bacterianas, após o crescimento no meio TSB (Tryptic Soy broth).

Cepa(1)

Coloração

de Gram(2)

Características das

colônias bacterianas

BIR-1 BGN finos, curtos e longos,GM, cápsulas.

Incolor/translúcida,centro amarelo, pequena, viscosa

BIR-4 BGN largos e grandes translúcida,pequena, cremosa BIR-6 BGN incolor/translúcida,centro

amarelo,pequena, viscosa ALC-69 BGN longos e finos,

GM cor palha, mucóide

ALC-103 BGN largos e grandes creme ALC-304 BGN translúcida, espraiada LAT-1 BGN curtos, GM esbranquiçada,grande, cremosa LAT-2 BGN curtos amarela, grande, cremosa LAT-3 GV amarela, grande, cremosa LAT-4 BGN, GM amarela, grande, cremosa LAT-6 BGN translúcida, espraiada LAT-8 BGN amarelo-creme, cremosa LAT-9 BGN palha-creme, cremosa LAT-11 GN amarela LAT-12 BGN curtos pequena, irregular, friável LAT-14 GV amarelo intenso LAT-15 GN amarela LAT-17 BGN, GM creme, bordo filamentoso LAT-18 GV creme LAT-20 BGN curtos branca brilhante LAT-21 GV creme LAT-22 BGN curtos, GM amarela LAT-23 GV amarela LAT-24 BGN, GM amarela LAT-25 BGN cremosa, rugosa

(1) cristal violeta, lugol e fucsina; (2) BGN: bastonete gram negativo; GN: gram negativo; GM: grânulo metacromático; GV: gram variável.

APÊNDICE 20 - Concentração residual do fenol (mg/l) no teste de batelada com: solo (2,0 % - p/v); inóculo da levedura LEV-2; e fenol (0,4 g/l), sob incubação a temperatura ambiente (26 + 2 oC) e agitação contínua (32 rpm), realizado em triplicata (média + desvio padrão).

Tempo

Fenol residual(1) (mg/l)

(h) LEV-2 + Solo Solo LEV-2

0 406,1 + 8,7 405,3 + 12,1 401,4 + 6,6

24 276,7 + 18,2 359,7 + 21,4 281,0 + 16,0

48 42,9 + 2,2 365,7 + 20,7 240,5 + 12,5

168 < 5,0(2) 378,7 + 23,3 221,5 + 20,3

192 nd(3) 307,7 + 22,8 210,3 + 23,3

(1) método colorimétrico: amino-antipirina; (2) limite de detecção do método; (3) não determinado.

APÊNDICE 21 - Concentração residual do fenol no teste de batelada com: solo (2,0 % - p/v); sais minerais e amonium (MMO-II); inóculo da levedura LEV-2 (7,7 + 0,2 x 107 UFC/ml); e fenol (0,4 g/l), sob incubação a temperatura ambiente (26 + 2 oC) e agitação contínua (32 rpm), realizado em triplicata (média + desvio padrão).

Tempo


(h) LAT-27 +Solo

+ MMO-II(2)

LAT-27

MMO-II

LAT-27 +

Solo

LAT-27

0 386,6 + 13,1 377,6 + 4,4 368,8 + 3,1 362,2 + 7,3

24 9,6 + 2,3 13,2 + 1,8 307,8 + 3,6 281,8 + 8,8

48 < 5,0(3) < 5,0 233,5 + 3,8 260,4 + 14,5

96 nd(4) nd 137,4 + 4,4 220,8 + 8,8

168 nd nd 28,2 + 6,2 283,5 + 20,1

528 nd nd < 5,0 < 5,0

(1) método colorimétrico: amino-antipirina; (2) MMO-II: K2HPO4 0,65 g/l; KH2PO4 0,17 g/l; MgSO4

7H2O 0,1 g/l; ClNH4 1,0 g/l; NaCl 0,5 g/l; FeSO4 7H2O (0,01M) 1,0 ml/l; CaCl2 (0,02M) 1,0 ml/l;

(3) limite de detecção do método; (4) não determinado.

APÊNDICE 22 - Concentração residual do fenol (mg/l) no teste de batelada com: argila (2,0 % - p/v); solo (2,0 % - p/v); inóculo da levedura LEV-2 (1,7 + 0,3 x 107 UFC/ml); e fenol (1,0 g/l), sob incubação a temperatura ambiente (26 + 2 oC) e agitação contínua (32 rpm), realizado em triplicata (média + desvio padrão).

Tempo


(h) LEV-2 +

Argila

LEV-2 +

Solo

Argila Solo LEV-2

0 1.043 + 38 1.035 + 87 986 + 25 982 + 26 967 + 71

6 1.005 + 29 975 + 81 nd(2) nd 1.010 + 30

12 987 + 67 922 + 46 nd nd 917 + 85

24 827 + 22 662 + 46 857 + 63 887 + 78 910 + 10

240 617 + 45 437 + 31 895 + 35 897 + 60 825 + 35

(1) método colorimétrico: amino-antipirina; (2) não determinado.

9. VITA

Julio Bernardo da Silva Filho, filho de Julio

Bernardo da Silva e Maria de Lourdes Borsatto da Silva,

nasceu em 30 de julho de 1958.

Estudou no Colégio Estadual Lapagesse em Criciúma,

onde completou o curso primário. O ginasial e o científico

foram realizados no Colégio Marista em Criciúma, até o ano

de 1976, quando ingressou no curso de Farmácia da UFSC em

Florianópolis, concluindo o mesmo em 1980.

Foi bolsista do CNPq no período em que realizou o

curso de pós-graduação em Ciências Biológicas, no

Instituto de Microbiologia da UFRJ, na cidade do Rio de

Janeiro, terminando em 1988.

Ingressou no curso de Doutorado em Ciência do

Solo, concentração em Microbiologia do Solo, da Faculdade

de Agronomia da Universidade Federal do Rio Grande do Sul

em 1993.

degradação de fenol por microrganismos isolados de efluente da ...

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