Biodegradação de estrona, 17B-estradiol e 17A-etinilestradiol em sistemas aeróbios de tratamento

Abstract

Os estrogênios, presentes no meio aquático como contaminantes e classificados como desreguladores endócrinos, são substâncias com comprovado efeito maléfico aos ecossistemas aquáticos e aos seres vivos, portanto, torna-se necessária a remoção destes poluentes dos esgotos sanitários. Com isto, neste trabalho foi avaliada a remoção simultânea dos hormônios estrona (E1), 17ß-estradiol (E2) e 17a-etinilestradiol (EE2) em condições aeróbias. Neste contexto, foram realizados ensaios de bancada aeróbios de curta duração, conduzidos em diferentes condições operacionais (três concentrações de sólidos suspensos voláteis e da fonte de carbono, três tipos de meio aquoso, lodo inativado e lodo ativado proveniente de três plantas de tratamento diferentes), com o intuito de verificar a relação destas variáveis com a remoção dos hormônios. Além disso, um reator de enriquecimento foi monitorado, para verificar a degradação dos estrogênios a partir da microbiota, sendo que a única fonte de carbono externa adicionada ao sistema foram os hormônios (E1, E2 e EE2). Por fim, dois sistemas piloto de tratamento de esgoto sanitário, lodos ativados (LA) e biorreator a membrana (MBR), foram monitorados para observar a degradação ou a remoção da fase aquosa dos poluentes de interesse. O E2 foi degradado mais facilmente em todos os casos avaliados. Nos experimentos com o lodo inativado, o composto sintético EE2 foi removido mais rapidamente, pelo processo de adsorção, do que os compostos naturais. Um consórcio bacteriano foi obtido através do enriquecimento, e a sua capacidade de degradação foi comprovada. A diversidade da comunidade bacteriana presente em cada amostra de lodo foi estudada, possibilitando a comparação da diversidade das bactérias dominantes, existentes em cada um dos sistemas. Os reatores LA e MBR apresentaram eficiência de remoção dos hormônios bastante semelhante, sugerindo que a presença da membrana como forma de retenção da biomassa no sistema, pode ser substituída por sistemas mais simplificados como os lodos ativados operados em batelada sequencial. A ocorrência do processo de nitrificação foi o principal fator relacionado à eficiência de remoção dos hormônios observada neste trabalho.<br>

Abstract: The estrogens, present in the aquatic environment as contaminants and classified as endocrine disrupting compounds, are substances with proven harmful effects to the aquatic ecosystems, therefore, it becomes necessary to remove these pollutants from sewage. Thus, the simultaneous removal of the hormones estrone (E1), 17ß-estradiol (E2) and 17a-ethinylestradiol (EE2) under aerobic conditions were evaluated in this work. In this context, aerobic batch tests of short duration, conducted under different operating conditions (three concentrations of volatile suspended solids and carbon source, three types of aqueous media, deactivated sludge and activated sludge from three different pants) were performed, in order to verify the relationship between these variables with the estrogens removal. Moreover, an enrichment reactor was monitored, to check the degradation of estrogens from the microbiota, whereas the hormones were the only external carbon source added to the system. Finally, two systems of wastewater treatment, activated sludge (AS) and membrane bioreactor (MBR), were monitored to observe the degradation or elimination from the aqueous phase of the pollutants of interest. The E2 was more easily degraded in all cases evaluated. In experiments with the sludge inactivated, the synthetic compound EE2 was more quickly removed by adsorption than the natural compounds. A bacterial consortium was obtained by enrichment, and its degradation capacity was proven. The structure of bacterial communities present in each sample was studied, allowing comparison of the diversity of dominant bacteria present in each system. The reactors AS and MBR showed removal efficiency hormones quite similar, suggesting that the presence of the membrane retains the biomass in the system, can be replaced by a more simplified system such as activated sludge sequencing batch reactor. The occurrence of the nitrification process was the main factor related to the removal efficiency of hormones observed in this work.