Tratamento de solo agrícola contaminado com atrazina por fungos filamentosos imobilizados em carvão ativado.
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Data
2024
Autores
Siqueira, Adriana Heiss
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Resumo
A atrazina, herbicida amplamente utilizado na agricultura brasileira, pode contaminar rios e aquíferos devido à sua persistência no solo. Fungos filamentosos tem potencial para degradar a atrazina, mas a extensão das áreas cultivadas torna essa técnica desafiadora. A biorremediação pode ser aprimorada com carvão ativado, cuja estrutura porosa favorece o crescimento de micro-organismos. Este trabalho teve como objetivo a produção de um bioinoculante composto pelos fungos Clonostachys rosea CCMIBA_R018, Purpureocillium lilacinum CCMIBA_R014, e Bjerkandera sp. CCMIBA_R111 imobilizados no carvão ativado para o tratamento de solo contaminado com atrazina. A metodologia, em suma, foi delineada para: identificação da melhor condição de cultivo de cada fungo; avaliação do efeito do carvão ativado no desenvolvimento fúngico; imobilização individual dos fungos a partir de diferentes variações de cultivo; elaboração do bioinoculante a partir do consórcio dos fungos em carvão ativado; avaliação das enzimas Lacase, Manganês Peroxidase e Lignina Peroxidase; e avaliação da ação do inoculante em um sistema de microcosmos de solo agrícola contaminado com atrazina. Para cultivo foi selecionado o caldo Sabouraud Dextrose para os fungos Clonostachys rosea CCMIBA_R018 e Purpureocillium lilacinum CCMIBA_R014 e caldo malte enriquecido com peptona e extrato de levedura para o fungo Bjerkandera sp. CCMIBA_R111. O pré-inóculo de cada fungo individualmente nos meios selecionados com a adição de carvão ativado (5 g), seguido pela incubação conjunta em mais 15 g de carvão ativado e adição de água peptonada 1 % (pH 7) no início do cultivo manteve a viabilidade de crescimento, resultando na melhor condição de consórcio após 21 dias a 28 oC. Apesar do potencial ligninolítico individual, foram observadas atividades significativas de lignina peroxidase quando combinadas, sugerindo efeitos sinérgicos. Os resultados após tratamento do solo revelaram uma redução de 34 % na concentração de atrazina no solo esterilizado e uma redução de 66 % no solo não esterilizado, demonstrando a eficácia em condições reais de solo. Além disso, mais de 30 fatores do solo foram analisados, destacando diferenças significativas em 12 parâmetros, especialmente um aumento nos níveis de fósforo e enxofre, melhorando a fertilidade do solo. Em conclusão, o consórcio fúngico, combinado com carvão ativado, apresenta uma abordagem inovadora de biorremediação, beneficiando a saúde e a produtividade do solo. Esse processo é particularmente inovador, pois a maioria dos bioinoculantes não aborda o tratamento de poluentes.
Abstract
Atrazine, a herbicide widely used in Brazilian agriculture, can contaminate rivers and aquifers due to its persistence in the soil. Filamentous fungi are capable of degrading atrazine, but the vast area of agricultural land presents a challenge for this technique. Bioremediation can be enhanced with activated carbon, whose porous structure favors the growth of microorganisms. This study aimed to produce a bioinoculant composed of the fungi Clonostachys rosea CCMIBA_R018, Purpureocillium lilacinum CCMIBA_R014, and Bjerkandera sp. CCMIBA_R111 immobilized on activated carbon for the treatment of soil contaminated with atrazine. The methodology, in short, was designed to: identify the best cultivation condition for each fungus; evaluate the effect of activated carbon on fungal development; individual immobilization of fungi from different cultivation variations; preparation of the bioinoculant from the consortium of fungi on activated carbon; evaluation of the enzymes Laccase, Manganese Peroxidase and Lignin Peroxidase; and evaluation of the inoculant action in a microcosm system of agricultural soil contaminated with atrazine. For cultivation, the Sabouraud Dextrose broth was selected for the fungi Clonostachys rosea CCMIBA_R018 and Purpureocillium lilacinum CCMIBA_R014 and malt broth enriched with peptone and yeast extract for the fungus Bjerkandera sp. CCMIBA_R111. The pre-inoculum of each fungus individually in the selected media with the addition of activated carbon (5 g), followed by joint incubation in another 15 g of activated carbon and addition of 1% peptone water (pH 7) at the beginning of the cultivation maintained the growth viability, resulting in the best consortium condition after 21 days at 28 oC. Despite their individual ligninolytic potential, significant lignin peroxidase
activities were observed when combined, suggesting synergistic effects.
The results after soil treatment revealed a 34% reduction in atrazinenconcentration in sterilized soil and a 66% reduction in non-sterilized soil, demonstrating efficacy under real soil conditions. In addition, more than 30 soil factors were analyzed, highlighting significant differences in 12 parameters, especially an increase in phosphorus and sulfur levels, improving soil fertility. In conclusion, the fungal consortium, combined with activated carbon, presents an innovative approach to bioremediation, benefiting soil health and productivity. This process is particularly innovative, since most bioinoculants do not address pollutant treatment.
Descrição
Dissertação de mestrado apresentada ao PPG-BC (Programa de Pós-Graduação em Biociências), do ILACVN (Instituto Latino-Americano de Ciências da Vida e da Natureza), da UNILA (Universidade Federal da Integração Latino-Americana), como requisito parcial à obtenção do título de Mestre em Ciências, área de concentração Biociências.
Palavras-chave
biochar, biorremediação, bioinoculante, agrotóxico.