Resumo
Em comparação aos sistemas aeróbios, os sistemas anaeróbios para a degradação de compostos BTEX, hidrocarbonetos monoaromáticos voláteis, apresentam algumas vantagens, como menores custos operacionais e redução de perdas por volatilização. Entretanto, sua cinética de degradação é mais lenta, o que pode comprometer a eficiência do processo. Contudo, o uso de microaeração em sistemas anaeróbios tem se mostrado como uma boa opção para melhorar a sua capacidade de remoção de BTEX de águas contaminadas de forma relativamente econômica. Assim, avaliou-se diferentes vazões de microaeração (0,5-2 mL ar·min-1) na degradação de BTEX (~4 mg.L-1 cada composto) em reator anaeróbio (TDH = 24 h) de forma a otimizar o processo. A adição de baixas concentrações de ar garantiu elevadas eficiências de remoção (> 75%) para todos os compostos sob condições microaeróbias, sendo os melhores resultados obtidos para a vazão de 1 mL ar.L-1, especificamente para o benzeno, para o qual houve um aumento de 30% na eficiência de remoção em relação à etapa anaeróbia. A remoção dos compostos BTEX é majoritariamente resultante de atividade microbiológica, já que a fração desses hidrocarbonetos no biogás devido à volatilização é mínima, mesmo quando o sistema foi submetido à maior vazão de microaeração (2 mL ar.min-1).
Introdução
Esforços significativos têm sido realizados nos últimos anos para desenvolver métodos eficazes para remover poluentes de águas subterrâneas contaminadas (YANG et al., 2017). O benzeno, o tolueno, o etilbenzeno e os xilenos (BTEX) são importantes contaminantes presentes nas águas superficiais e subterrâneas, que, normalmente, têm origem de vazamentos de tanques contendo produtos derivados do petróleo e águas residuais industriais (DE NARDI et al., 2005). A contaminação da água por compostos monoaromáticos é um problema muito sério, uma vez que esses compostos são tóxicos e muitas vezes classificados como carcinogênicos para seres humanos (FARHADIAN et al., 2008; CORSEUIL et al., 2011; ALVES et al., 2017; CRUZ et al., 2017; TSANGARI et al., 2017).
Os biorreatores desenvolvidos para o tratamento de águas residuais podem ser adaptados para biorremediar águas subterrâneas contaminadas (NARDI, DE et al., 2005; FIRMINO et al., 2015). De fato, em águas contaminadas, a biodegradação de BTEX tem sido demonstrada em condições aeróbias e anaeróbias (VARJANI, 2017). Como a biodegradação anaeróbia exibe uma faixa catabólica mais limitada e uma cinética de degradação mais lenta, em comparação com a aeróbia, esforços devem ser realizados no sentido da estimulação de otimização da biodegradação anaeróbia de BTEX, de modo a aumentar a capacidade microbiana de degradar os contaminantes recalcitrantes através de processos como co-metabolismo ou otimização da hidrólise dos hidrocarbonetos aromáticos (STASIK et al., 2015).
Recentemente, sistemas anaeróbios com a finalidade de remoção de compostos BTEX têm sido estudados pela aplicação de microvazões de ar para melhorar a remoção desses hidrocarbonetos em águas contaminadas (FIRMINO, 2013; WU et al., 2015), auxiliando no processo enzimático, já que a biodegradação de BTEX envolve uma série de etapas utilizando diferentes enzimas (VARJANI, 2017; VARJANI; UPASANI, 2017). Tal processo é conhecido como microaeróbio, o qual vem sendo aplicado não somente para compostos BTEX como também para outros compostos recalcitrantes sob condições anaeróbias como fármacos, hormônios e produtos de higiene pessoal.
A microaeração também auxilia na hidrólise da digestão anaeróbia, que é usualmente a etapa limitante para tratamento de águas contaminadas com hidrocarbonetos, especificamente atuando na produção de exoenzimas (CALLAGHAN, 2013). Microrganismos, sob condições microaeróbias, introduzem um grupo hidroxila no anel aromático auxiliado por mono-oxigenases, enquanto a clivagem do novo composto aromático acontece por meio de rotas metabólicas anaeróbias (CHAKRABORTY; COATES, 2004; FUCHS, 2008). Além disso, baixas concentrações de oxigênio suprimem a atividade enzimática de dioxigenases, dificultando a degradação por rota aeróbia.
Diante do contexto, a presente pesquisa avaliou em reatores do tipo UASB, o efeito de diferentes vazões de microaeração na degradação microaeróbia de BTEX (benzeno, tolueno, etilbenzeno e xilenos), em águas contaminadas sintéticas.
Autores: João Paulo da Silva Siqueira; Andrey Marcos Pereira; Amanda Meneses Dutra; Paulo Igor Milen Firmino e André Bezerra dos Santos.
