Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1843/35507
Type: Tese
Title: Seleção e utilização de fungos filamentosos livres e imobilizados para remoção de metais pesados
Authors: Maristella Ayala Dias Saldanha
First Advisor: Carlos Augusto Rosa
Abstract: O objetivo deste trabalho foi selecionar fungos filamentosos e leveduras capazes de remover metais pesados. Os fungos foram isolados, utilizando-se amostras de tanques de tratamento e águas residuais de indústria siderúrgica. Esses microrganismos foram testados quanto à capacidade de crescer na presença de concentrações crescentes de 5mg a 50mg de cada metal (cromo, níquel e ferro). Foram então selecionados 15 fungos capazes de crescer na presença de metais pesados. A biossorção por metais foi similar quando se usou meio mineral (5%, glicose 1%, elementos traços 0,5 %, extrato de levedura 5% e NH4 SO4 0,1 %) e caldo Sabouraud. A partir de então, todos os experimentos foram realizados em caldo Sabouraud, nas seguintes condições: pH entre 4,0 e 6,0 e temperatura de 35°C.O inóculo utilizado nos testes de biossorção foi padronizado 100mg do fungo previamente crescido em ágar Sabouraud. Os frascos foram colocados no agitador durante uma semana e, depois, filtrados com filtro de Millipore (0,45). O sobrenadante foi analisado no espectrofotômetro de adsorção atônica para análise de metais. Utilizou-se fórmula q= Cf – CI x biomassa (g)/ volume para quantificar a capacidade de adsorção dos fungos filamentosos ativos. Posteriormente, foram selecionados oito fungos filamentosos em soluções sintéticas contendo de 8mg/l a 200mg/l de solução sintética de cada metal (Cr, Fe, Ni). Desses oito fungos, quatro se destacaram pela capacidade de biossorver os metais pesados: Aspergillus terréus UFMG-F01, UFMG-02, Aspergillus niger UFMG-F03 e Phoma sp UFMG-F04. A capacidade máxima de bioacumulação dos três metais pelos fungos foi a seguinte: A. terréus UFMG-F01 biocumulou 78,0mg/g de cromo por grama de biomassa, 77,0 mg/g de níquel por grama de biomassa e 10,0 mg/g de ferro por grama de biomassa; UFMG-F02 biocumulou 101,0mg/g de cromo por grama de biomassa 42,2 mg/g de níquel por grama de biomassae 72 mg/g de ferro por 8 grama de biomassa, A. niger UFMG-F03 biocumulou 88mg/g de cromo por grama de biomassa, 45,5 mg/g de níquel por grama de biomassa e 30,0mg/g de cromo por grama de Phoma sp UFMG-F04 Biocumulou 98,0 mg/g de cromo por grama de biomassa 78,0 mg/g de níquel por grama de biomassa e 55mg/g de ferro por grama de biomassa. Os fungos filamentosos mostraram capacidade de ligações aos metais em escalas diferenciadas e o melhor resultado foi do Aspergillus terréus UFMG-F01, que adsorveu os três metais em quantidade superiores á encontrada na literatura para outros fungos. Em outro experimento, foi utilizada biomassa fúngica viva e morta de Aspergillus terréus UFMG-F01 para imobilização em suportes de poliuretani se destacou pela maior adesão a biomassa quando apresentou a porosidade de 43Cm. Foi também observado que a biomassa viva de Apergillus terréus UFMG-F01 possui especificidade por cromo e níquel quando testada em influentes siderúrgicos. O mesmo fungo foi imobilizado em alginato. A biomassa imobilizada neste suporte apresentou baixa resistência e baixa capacidade de remover metais quando testado em efluentes siderúrgicos. Entretanto a biomassa imobilizada com alginato mostrou afinidade pelo ferro em soluções sintéticas. Nos experimentos com alumina utilizou-se biomassa fúngica morta. Este suporte possui resistência e porosidade controlada. A biomassa imobilizada neste suporte apresentou grande afinidade pelo elemento ferro e cromo quando testada em soluções sintéticas e efluentes siderúrgicos. O fungo Aspergillus terréus UFMG-F01 teve alta capacidade de biossorver os três metais estudados, tanto na biomassa imobilizada quanto na biomassa livre, devendo ser considerado um bom biossorvente para tratamento de efluentes. Desta forma, este trabalho mostra o potencial de fungos filamentosos na biossorção de metais para o tratamento de efluentes siderúrgicos.
Abstract: The major goal of this work was to isolate and characterize yeast and filamentous fungus able to remove heavy metal particles from the steel industries water residues. Those microorganism were recovered from water treatment reservoirs and residual water generated during steel production. The fungi recovered from those sites were assayed for growth on increasing concentration, ranging from 5 to 100 mg/l, of chrome, nickel or iron. 15 isolates were selected and re-assayed on a mineral or liquid medium Sabouraud media supplemented with the challenging metal and no differences were observed between either medium. Therefore, Sabouraud liquid medium was selected as the media of choice for further assays and growth conditions standardized to pH ranging from 4.0 to 6.0 ay 35°c. The amount of 100 mg of fungal mass retrieved from Sabouraud media was utilized as initial inoculum in all experiments. The liquid fraction of the incubated material was filtered through a 45 um Millipore membrane and the supernatant analyzed on mass spectrometer for heavy metal measurements. The adsorption capacity was estimated though the equation q = Cf – Ci x biomass (g), where q stands for adsorption capacity and Cf and Ci for final and initial concentration respectively. From the 15 initially selected isolates, ° filamentous fungus and 1 yeast isolate with the highest q values were chosen. They are then tested again against the heavy metals at concentrations ranging from ° to 200 mg/l, and 4 with the better scores were considered for further applications. They were characterized as Aspergillus terreus UFMG-F01 and UFMG-02, Aspergillus niger UFMG-F03 e Phoma sp UFMG-F04. The isolate UFMG-F01 was able to adsorb 78 mg/g of chrome, 77 mg/g of nickel and 100 mg/g of iron. While the isolate UFMG-F02 adsorbed 101 mg mg/l, 42.2 mg/l and 59.9 mg/l of chrome, nickel and iron respectively The isolate UFMG-F03 was able to adsorb 88 mg/l of chrome, 45.5 mg/l of nickel and 30 mg/l of iron, while the isolate UFMG-F04 adsorbed 98 mg/l, , 78 mg/l and 52.2 mg/l of chrome, nickel and iron respectively. The adsorption values observed with A. terreus UFMG-F01 were higher than the usually described for other fungus on the literature. Viable and dead biomass of UFMG-F01 were immobilized on polyurethane, alginate and alumina and challenged with synthetic heavy metal solution as well as steel industry water waste. Polyurethane was, among the materials tested, the one with higher capability of holding fungal biomass at a porosity of 43 / cm. Alginate, for other hand, had poor mechanical resistance and low capacity of synthetic medium. Only dead material was incorporated on alumina and it was able to remove chrome and iron from both waste water and synthetic media. A. terreus showed potential for further use as a bio adsorbent in the steel industry and its comertial application should be perused.
Subject: Microbiologia
Fungos
Leveduras
Metais pesados
language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
metadata.dc.publisher.department: ICB - DEPARTAMENTO DE MICROBIOLOGIA
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Microbiologia
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/35507
Issue Date: 18-Jul-2003
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