Repositório UNIFEI UNIFEI - Campus 1: Itajubá PPG - Programas de Pós Graduação Dissertações
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Tipo: Dissertação
Título: Biorremediação com microalgas acoplada ao tratamento terciário para efluentes contendo antibióticos
Autor(es): RAMOS, Larissa de Abreu Costa
Primeiro Orientador: MATUSUDO, Marcelo Chuei
Resumo: O aumento no uso de antibióticos e a disposição inadequada destes são responsáveis por aumentar o processo de resistência bacteriana nos ambientes aquáticos. As estações de tratamento de esgoto (ETE) atuais não foram projetadas para remover fármacos que, em sua maioria, permanecem inalterados após passarem pelos processos biológicos. Processos oxidativos avançados, ozonização, reatores com lâmpada ultravioleta e adsorção com carvão ativado, são exemplos de tecnologias disponíveis para a remoção desses poluentes, porém são caros e muitas vezes insustentáveis, além de não serem empregados pela maior parte das ETE. A cultura de microalgas oferece uma opção interessante para o tratamento terciário de águas residuais, pois estas têm a capacidade de acumular nutrientes, remover contaminantes emergentes, além de produzir uma biomassa potencialmente valiosa. Este trabalho teve por objetivo avaliar a eficiência de remoção dos antibióticos sulfametoxazol (SMX) e trimetoprim (TMP), utilizando fotobiorreatores de bancada através do cultivo da microalga Monoraphidium contortum. Foram realizados seis cultivos diferentes a fim de avaliar a máxima concentração celular atingida (Xm), a produtividade em biomassa (Px), a capacidade de consumo de nitrogênio e a eficiência de remoção dos antibióticos selecionados. Foram realizados quatro cultivos em meio Bold (cultivo padrão, com SMX, com TMP e com SMX e TMP juntos) e dois cultivos em efluente sintético (cultivo padrão e com SMX), sendo os parâmetros de pH e crescimento celular monitorados diariamente. O cultivo em efluente sintético resultou em menor valor de Xm, comparado ao cultivo em meio Bold, onde há maior concentração de nutrientes e, devido ao crescimento insuficiente, os ensaios de remoção foram realizados no meio Bold. As remoções para os experimentos realizados no meio Bold foram iguais a 42,3% (SMX), 28,6% (TMP) e, em adição simultânea dos antibióticos, 27,6% e 7,0% (TMP e SMX, respectivamente). Para o experimento realizado no efluente sintético, não houve remoção do sulfametoxazol. Remoções de mais de 90% da concentração de nitrogênio total foram encontradas para os cultivos realizados em meio Bold, com ou sem a presença dos antibióticos. A avaliação das biomassas revelou que a espécie M. contortum destaca-se como uma opção promissora para a obtenção de lipídios, os quais são adequados para a produção de biodiesel. Sendo assim, o cultivo de microalgas deste estudo demonstra ser um potencial para a biorremediação de efluentes com a diminuição da concentração de micropoluentes e nutrientes no meio de cultivo, além de produzir uma biomassa potencialmente valiosa. Tal estratégia é interessante visto que a diversidade desses microrganismos é abundante e sua utilização é sustentável.
Abstract: The increase in the use of antibiotics and their inadequate disposal are responsible for increasing the process of bacterial resistance in aquatic environments. Current sewage treatment plants (STP) were not designed to remove drugs that, in most cases, remain unchanged after passing through biological processes. Advanced oxidative processes, ozonation, ultraviolet lamp reactors and activated carbon adsorption are examples of technologies available for the removal of these pollutants, but they are expensive and often unsustainable, in addition to not being used by most STP. Microalgae culture offers an interesting option for the tertiary treatment of wastewater, as they have the ability to accumulate nutrients, remove emerging contaminants, in addition to producing potentially valuable biomass. This work aimed to evaluate the efficiency of removal of the antibiotics sulfamethoxazole (SMX) and trimethoprim (TMP), using bench-scale photobioreactors through the cultivation of the microalgae Monoraphidium contortum. Six different cultures were carried out in order to evaluate the maximum cell concentration reached (Xm), biomass productivity (Px), nitrogen consumption capacity and removal efficiency of the selected antibiotics. Four cultures were carried out in Bold medium (standard culture, with SMX, with TMP, and with SMX and TMP together) and two cultures in synthetic effluent (standard culture and with SMX), with pH and cell growth parameters daily monitored. Cultivation in synthetic effluent resulted in a lower Xm value, compared to cultivation in Bold medium, where there is a higher concentration of nutrients and, due to this insufficient growth in synthetic effluent, the removal assays were performed in Bold medium. The removals for the experiments carried out in Bold medium were equal to 42.3% (SMX), 28.6% (TMP) and, in simultaneous addition of antibiotics, 27.6% and 7.0% (TMP and SMX, respectively). For the run carried out in the synthetic effluent, there was no removal of sulfamethoxazole. Removals of more than 90% of the total nitrogen concentration were found for cultures carried out in Bold medium, with or without the presence of antibiotics. The evaluation of biomass revealed that the species M. contortum stands out as a promising option for obtaining lipids, which are suitable for the production of biodiesel. Therefore, the cultivation of microalgae in this study demonstrates potential for the bioremediation of effluents by reducing the concentration of micropollutants and nutrients in the cultivation medium, in addition to producing potentially valuable biomass. This strategy is interesting since the diversity of these microorganisms is abundant and their use is sustainable.
Palavras-chave: Contaminantes emergentes
Biorremediação
Antibióticos
Microalgas
Biomassa
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA SANITÁRIA::RECURSOS HÍDRICOS
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Itajubá
Sigla da Instituição: UNIFEI
metadata.dc.publisher.department: IRN - Instituto de Recursos Naturais
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação: Mestrado - Meio Ambiente e Recursos Hídricos
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/4164
Data do documento: 21-Ago-2024
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