Por alguns anos o PCE foi considerado como não biodegradável na presença de oxigênio. Mas a degradação aeróbia foi reportada em estudos com P. stutzeri OX1, envolvendo ToMO (RYOO et al., 2000; SHIM et al., 2001). Esta constatação, como já foi citado anteriormente, baseou-se na quantificação de íons cloreto, não sendo identificados os produtos da degradação do PCE. Outros pesquisadores observaram a degradação do PCE em condições aeróbias, mas sugerem que microssítios anaeróbios promoveram a descloração redutiva do PCE (ENZIEN et al., 1994).
Alguns fungos são capazes de degradar lignina utilizando sistemas enzimáticos não específicos como lignina peroxidase, manganês peroxidase e lacase. Estas enzimas utilizam radicais livres para catalisar a degradação de diferentes poluentes aromáticos (KAMEI; KONDO, 2005; YADAV et al., 1995). No entanto, estudos subsequentes têm demonstrado que o mecanismo de degradação de alguns poluentes não está relacionado com a produção destas enzimas, mas sim com oxigenases alternativas, particularmente monoxigenases do tipo citocromo P-450 (DODDAPANENI; YADAV, 2004; SUTHERLAND et al., 1991).
As enzimas do complexo citocromo P-450 constituem uma heterogênea classe de hemeproteínas que reduzem o oxigênio molecular para uma espécie coordenada ao Fe que é prontamente inserida em substratos moleculares. A constatação de que determinados substratos ao longo do tempo perturbam a biossíntese do grupo heme, reduzindo o nível hepático de citocromo P-450 em roedores, resultou na descoberta de que citocromo P-450 é inativado durante o dobramento de olefinas terminais, acetilenos e alenos. O primeiro composto avaliado com atividade inibitória de citocromo P-450 foi 1-aminobenzotriazole (ABT) (MONTELLANO;
MATHEWS; LANGRY, 1984; WADA et al., 1968), o qual foi utilizado nos ensaios de degradação do PCE nos RHLFs.
Os resultados mostraram que nos três RHLFs avaliados, IIn1 (Figura 27), IIn2 (Figura 28) e I8In2 (Figura 29), ABT inibiu a degradação do PCE, confirmando que a degradação do PCE nos RHLFs, a partir dos inóculos obtidos de uma área contaminada com PCE, bem como o isolado similar com Comamonas sp., ocorre aerobicamente, mediada por monoxigenases e com a formação de TCA e TCM.
As análises dos PFQs nos diferentes RHLFs mostraram valores semelhantes aos obtidos nas análises anteriores, ou seja, valores de Eh (entre 542 mV e 638 mV) e OD (entre 7,6 mg L-1 e 9,2 mg L-1) elevados, comprovando a via aeróbia de degradação do PCE, com CE entre 1987 µS cm-1 e 2200 µS cm-1 e pH entre 3,3 e 3,8 nos RHLFs sem ABT. Nos ensaios com inibidor, os valores de Eh (entre 510 mV e 630 mV) e OD (entre 5,0 mg L-1 e 8,0 mg L-1) foram semelhantes aos do reator sem inibidor, bem como CE (1128 µS cm-1 e 2012 µS cm-1) e pH entre 3,3 e 3,6.
Os valores absolutos dos ensaios de degradação do PCE nos RHLFs com inibidor de monoxigenases podem sem observados no Anexo G.
Figura 27 – Ensaio de inibição da via de monoxigenases na degradação do PCE no I8In2 pela adição de 1- aminobenzotriazole (ABT)
Figura 28 - Ensaio de inibição da via de monoxigenases na degradação do PCE no IIn1 pela adição de 1-aminobenzotriazole (ABT)
Figura 29 - Ensaio de inibição da via de monoxigenases na degradação do PCE no IIn2 pela adição de 1- aminobenzotriazole (ABT)
Este é o primeiro estudo que descreve a degradação aeróbia bacteriana de PCE, via monoxigenases, e quantifica os compostos formados durante o processo. Resultados semelhantes foram obtidos em estudos com Trametes versicolor, um cogumelo poliporo encontrado em todo o mundo, onde o PCE foi degradado formando cloreto de acetil tricloro o qual foi rapidamente hidrolisado (abioticamente) formando ácido tricloroacético, via já descrita em plantas e animais, sendo também inibida em experimentos com ABT (MARCO-URREA et al., 2006).
Comparando a eficiência de degradação em diferentes trabalhos, Methanosarcina sp. e Acetobacterium woodii, em ensaios com microcosmos, degradaram 98 % do PCE (concentração inicial de 5000 µg L-1), após 8000 horas, com acúmulo de ETE (FETZNER, 1998), enquanto microcosmos contendo Sulfurospirillum multivorans e Dehalococcoides ethenogenes degradaram a mesma concentração inicial de PCE em 4 horas, com acúmulo de CV e ETE após 800 horas de dehalorespiração, com uma eficiência de 96 % (MAYMÓ-GATELL et al., 1997). T. versicolor degradou 50 % do PCE após nove dias de incubação em frascos, com uma concentração inicial
de 375 µg L-1 (MARCO-URREA et al., 2006). Em nossos experimentos de degradação, 90 % do
PCE no reator do IIn1, 91 % no IIn2 e 77 % no I8In2 foi degradado após um tempo de retenção
de 12 horas nos RHLFs, com uma concentração inicial de 5000 µg L-1, com acúmulo de TCA e
TCM.
Desta forma, com este trabalho obtivemos dois consórcios bacterianos, bem como um isolado similar a Comamonas, com alta eficiência na degradação do PCE, os quais por ação de monoxigenases degradam PCE a compostos menos tóxicos (TCA e TCM) e de mais fácil biodegradação do que os intermediários da via de descloração redutiva. Essas bactérias poderiam ser usadas em reatores de grandes volumes para a remediação de água subterrânea contaminada com PCE, como alternativa aos métodos físico-químicos tradicionalmente usados.
CONCLUSÕES
A análise da estrutura das comunidades bacterianas mostrou a seleção de bactérias no In1 e a manutenção da estrutura da comunidade no In2, após cultivo de enriquecimento de nove meses.
Alphaproteobacteria foi à classe predominante nos RHLFs após cultivo de enriquecimento.
Os ensaios de degradação do PCE em RHLFs, com In1 e In2, apresentaram alta eficiência de degradação do PCE, mas não foram detectados os intermediários da via de descloração redutiva no In1, sendo detectados TCE e cDCE no In2, embora em baixas concentrações.
A varredura de COVs do In1 e In2 permitiu detectar a formação de TCM e TCA durante a degradação do PCE.
Em todos os ensaios realizados, a eficiência de degradação do PCE foi superior a 90 %, com tempo de retenção de 12 horas, em condições óxicas.
Dos isolados avaliados na degradação do PCE, I8In2, similar a Comamonas sp., foi o mais eficiente, degradando 77 % do PCE em 12 horas.
Os testes de inibição com ABT confirmaram que a degradação do PCE é mediada pela ação de monoxigenases.
Este é o primeiro trabalho que descreve a degradação aeróbia de PCE por bactérias, mediada por monoxigenases, com produção de TCM e TCA como intermediários dessa via de degradação.
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