Microrremediação de efluentes de tingimento de couro usando cepas de fungos nativos

Abstract

A micorremediação consiste na aplicação de fungos no tratamento de poluentes. Este tipo de biorremediação é apresentada como uma alternativa promissora para o tratamento de efluentes industriais. No processo de manufatura de couro, são produzidos efluentes da etapa de tingimento contendo corantes sintéticos que podem ser uma ameaça para o meio ambiente e para a saúde humana. Neste estudo, a cepa nativa do fungo Trametes villosa SCS-10, foi avaliada por sua capacidade na micorremediação de corantes para couro a partir de soluções aquosas, efluentes de tingimento e matrizes sólidas. Na primeira etapa, foi avaliada a biodescoloração e biodegradação dos corantes Vermelho Ácido 357, Preto Ácido 210 e Azul Ácido 161, em solução aquosa. Em uma segunda etapa, o fungo foi avaliado pelo seu potencial de micorremediação de efluentes reais de tingimento contendo os corantes Vermelho Ácido 357 e Laranja Ácido 142. Nas etapas em meio líquido, a cepa apresentou alta eficiência de biodescoloração, obtendo mais de 90% de remoção de cor para os corantes e efluentes avaliados. Durante o tratamento, T. villosa tolerou altas concentrações de corantes (até 1000 mg L−¹) e uma ampla faixa de pH (4,0 – 8,0). No processo, foram observados picos notáveis de atividade da enzima lacase (até 1550 U L−¹). A inibição da lacase reduz a eficiência de biodescoloração, indicando que a biodegradação enzimática foi a principal responsável pela remoção de cor. Os experimentos in vitro e as análises no espectro visível (UV - Vis) e no infravermelho (FT - IR) confirmaram a ocorrência de biodegradação. No tratamento dos efluentes, T. villosa mostrou mais de 80% de remoção da demanda química de oxigênio e carbono orgânico total, e 50 – 70% de biodetoxificação. Na etapa final, foi avaliada a eficiência de um tratamento combinado, usando adsorção e cultivo em fase sólida, sobre o corante Azul Ácido 161. Biocarvão produzido a partir de resíduos de madeira foi eficiente na adsorção do corante. O corante retido no material foi tratado mediante biodegradação por cultivo em fase sólida com Trametes villosa SCS - 10. A cepa atingiu 91.36 ± 1.32% de biodegradação, associada aos picos de atividade lacase (1000 U L−¹). Os resultados promissores obtidos neste estudo demostraram que o fungo T. villosa SCS – 10 é adequado para o tratamento de efluentes de tingimento de couro. São necessários mais estudos para melhorar a aplicabilidade em grande escala.

Mycoremediation refers to the use of fungi in the treatment of pollutants. This kind of bioremediation is presented as a promising alternative for the treatment of industrial wastewaters. In the leather manufacturing process, dye - containing wastewaters are produced, which could be a threat to the environment and human health. In the current study, a native strain of Trametes villosa SCS - 10 was evaluated for its ability in the treatment of leather dyes from aqueous solutions, real wastewaters and solid matrices. In the first step, it was evaluated the biodecolourisation and biodegradation of the dyes Acid Red 357, Acid Blue 161 and Acid Black 210, from aqueous solution. In a second step, the strain was evaluated for its mycoremediation potential over real wastewaters containing Acid Red 357 and Acid Orange 142 dyes. In the liquid media assays, the strain showed high efficiency of biodecolourisation, obtaining more than 90% colour removal for the dyes and effluents assessed. During treatment, T. villosa tolerated high concentrations of dyes (up to 1000 mg L−¹) and a wide pH range (4.0 – 8.0). In the process, remarkable peaks of laccase activity (over 1550 U L−¹) were observed. Inhibition of laccase reduced the colour removal efficiency, indicating that biodegradation was the main responsible for the biodecolourisation. In the in vitro assays, UV – vis and FT – IR analyses confirmed the occurrence of biodegradation via laccase. In the treatment of the wastewaters, T. villosa showed more than 80% of reduction of chemical oxygen demand and total organic carbon, and 50 – 70% of biodetoxification. In the final step, the biodegradation efficiency of a combined treatment, using adsorption and solid - state fermentation, over Acid Blue 161 was evaluated. Wood - chip biochar was efficient in the adsorption of the dye. The retained dye onto the adsorbent was treated by solid state fermentation biodegradation with Trametes villosa SCS-10. The strain reached 91.36 ± 1.32% of biodegradation, related with peaks of laccase activity (1000 U L−¹). The promising results obtained in this study demonstrated that the fungus T. villosa SCS - 10 is suitable for the treatment dye - containing wastewaters from the leather industry. Further studies are needed to improve the applicability on a large scale.