Caracterização genômica e funcional de microrganismos com potencial degradador de BTEX em estações de tratamento de efluentes

Abstract

Em Pernambuco, Brasil, a ETE Multifabril, localizada em Jaboatão dos Guararapes, vem apresentando alta eficiência na remoção de matéria orgânica, alcançando taxas superiores a 90% de remoção, um desempenho incomum para sistemas que tratam efluentes industriais mistos. Esse comportamento sugere a possível atuação de comunidades microbianas especializadas, motivando a investigação conduzida neste estudo. Entre os contaminantes regularmente presentes em efluentes domésticos e industriais, destacam-se os compostos BTEX, monoaromáticos tóxicos e de reconhecido potencial carcinogênico. Assim, o objetivo desta pesquisa foi comparar a estrutura, a tolerância e o potencial metabólico dos microbiomas presentes na ETE Mangueira e na ETE Multifabril. Para este estudo, algumas metodologias como sequenciamento genômico de alto desempenho e avaliação de tolerância e biodegradação frente aos compostos BTEX foram realizadas. Com base nos resultados apresentados, foi possível observar que as comunidades microbianas das duas ETEs analisadas apresentam diferenças estruturais e funcionais marcantes, influenciadas pelo tipo de carga afluente. A ETE Mangueira exibiu maior tolerância aos compostos BTEX, suportando concentrações de até 200 mg/L, enquanto a ETE Multifabril tolerou apenas 50 mg/L, apesar de seu notável desempenho operacional na remoção de matéria orgânica, superior a 90%, mesmo tratando efluentes industriais com cerca de 4000 mg/L de DQO provenientes de 15 fábricas. Nos ensaios de degradação, os resultados obtidos por meio de Cromatografia Líquida de Alta Performance (HPLC), mostrou que ambos os consórcios reduziram aproximadamente 60% do BTEX inicialmente adicionado (Concentração inicial de 50 mg/L), sendo cerca de 40% dessa redução atribuída à atividade microbiana e 20% à volatilização ou adsorção. As análises de sequenciamento genético revelaram a presença de gêneros com potencial biodegradador, como é o caso do gênero Fervidobacterium, pertencente a família Thermotogaceae, associada na literatura por degradar hidrocarbonetos derivados de petróleo. Com base nas particularidades deste gênero, e em sua alta e consistente abundância relativa nas lagoas de tratamento da ETE Multifabril, nosso grupo de pesquisas publicou recentemente na Anaerobe Journal, uma revisão da literatura baseada no potencial biotecnológico das termoenzimas produzidas por este grupo bacteriano, que é capaz de degradar diversos substratos em altas temperaturas. Além disso, os resultados obtidos através da identificação taxonômica, proporcionou a predição enzimática de vias metabólicas associadas à degradação de compostos aromáticos, como os BTEX, reforçando que as diferentes pressões seletivas impostas pelos efluentes domésticos e industriais moldam microbiomas especializados com capacidades metabólicas distintas, mas com capacidade em degradar compostos semelhantes. Esses achados reforçam ainda mais a importância de estudar o ambiente das ETEs, bem como as comunidades microbianas e funcionalidades ali presentes.