Avaliação da Toxicidade em Efluente Kraft Tratado por MBBR Utilizando D. magna

ISBN 978-85-85905-10-1

Área

Ambiental

Autores

Peitz, C. (UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ) ; Xavier, C. (UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ)

Resumo

A indústrias de celulose geram em seus processos grandes volumes de efluente que apresentam matéria orgânica (DQO e DBO), cor e toxicidade. No presente estudo foi avaliada a toxicidade de efluente Kraft bruto e tratado por MBBR (Reator Biológico de Leito Móvel) empregando D. magna através de ensaios agudos e crônicos. Foram avaliados imobilidade, crescimento e reprodução. O efluente tratado não apresentou toxicidade aguda. A CENO (Concentração de Efeito Não Observado) para Afluente foi de 20%. Após o tratamento por MBBR a CEO (Concentração de Efeito Observado) mudou de 30% para 40%. Foi constatado efeito no crescimento dos organismos para o Efluente da COV (Carga Orgânica Volumétrica) de 9,0 gDQO•L^-1•d^-1.

Palavras chaves

MBBR; Toxicidade; Fitoesteróis

Introdução

As indústrias de celulose são caracterizadas pelo alto consumo de água e geração de um efluente cuja caracterização é de altas concentrações de demanda química de oxigênio (DQO), demanda biológica de oxigênio (DBO), cor e toxicidade (KREETACHAT et al, p. 250, 2007, BUYUKKMACI e KOKEN, p. 6070, 2010). As tecnologias empregadas no tratamento de efluentes visam à remoção da matéria orgânica, da cor e da toxicidade (XAVIER et al, p. 414, 2011). Testes de toxicidade são ferramentas úteis para avaliar a qualidade de cargas de efluentes, uma vez que somente as análises físico-químicas tradicionalmente realizadas (DQO, DBO, etc.) não são capazes de distinguir, entre as substâncias, quais afetam os ecossistemas dos corpos receptores (AREZON et al, p. 5, 2008). Organismos testes como a Daphnia magna têm sido amplamente representativos na avaliação de toxicidade de produtos químicos ou derivados como efluentes (ASTM, p. 741; KNIE e LOPES, p. 137, 1988, 2004). Um fator importante para a escolha do organismo é a estabilidade genética, onde o gênero Daphnia sp., por ser partenogenético originando populações constituídas somente por fêmeas geneticamente idênticas, preenche este requisito (ZAGATTO e BERTOLETTI, p. 155, 2008). Este trabalho visa avaliar os efeitos de toxicidade aguda e crônica no efluente Kraft tratado por MBBR utilizando D. magna.

Material e métodos

O efluente utilizado foi cedido por uma indústria da região de Curitiba. As amostras dos testes de toxicidade foram obtidas do tratamento por MBBR com a adição de 2mg•L^-1 de cada um dos fitoesteróis: β-sitoesterol e estigmasterol. Foram utilizados efluente bruto (Afluente) e efluente tratado por MBBR (Efluente). O tratamento durou 125 dias e ocorreu em 4 estágios, referentes às COV’s (Carga Orgânica Volumétrica), 0,6; 1,2; 4,0 e 9,0 gDQO•L^-1•d^-1 respectivamente. Foram avaliados os efeitos de toxicidade aguda e crônica nos Afluentes e Efluentes de cada COV aplicada. Os efeitos agudos foram avaliados de acordo com a norma NBR 12713 de Ecotoxicologia Aquática com o organismo D. magna nas seguintes concentrações: 12,5%; 25%; 50% e 100%, sendo estimados pelo Fator de Toxicidade (FT). Os efeitos crônicos foram avaliados também empregando D. magna, por exposição de 21 dias em concentrações abaixo da CL₅₀ de acordo com o guia da Organização para a Cooperação e Desenvolvimento Econômico (OECD) e o guia para testes de Toxicidade e ciclo de vida da Daphnia magna da American Society for Testing and Materials (ASTM, p. 739, 1988). Para análise estatística dos dados utilizou-se BioStat 2008 e o programa Estatístico do Centro de Ciências Agrárias-UFSCar. Para os resultados do efeito agudo foi aplicado o Teste-t. Para o efeito crônico, aplicaram-se os testes Tukey e Dunnett com nível de confiança de 95% e com p<0,05, para estimar os valores de CENO (Concentração de Efeito Não Observado) e CEO (Concentração de Efeito Observado). Para o crescimento utilizou-se a medição do comprimento dos organismos ao final do teste (21 dias). Considerou-se o comprimento total da cabeça até o final da carapaça.

Resultado e discussão

O efluente utilizado tem como características: DQO, (1050±430)mg•L^-1, DBO, (220±50)mg•L^-1, Fenol, (280±50)mg•L^-1 e cor(UV₄₄₀) (0,58±0,2). Esses valores são compatíveis com a literatura de efluente Kraft (REIS, p. 153, 2007). Os testes foram feitos em todas as COV’s (Afluente e Efluente). Dentre eles houve efeito agudo apenas para o Afluente da COV 9,0gDQO•L^-1•d^-1, (FT=2). O efeito crônico foi avaliado por 2 parâmetros: crescimento e reprodução. Utilizaram-se concentrações inferiores a CL₅₀. Para as amostras as concentrações foram de 5% a 40%. Em todos os ensaios crônicos, a validade foi alcançada, pois apresentaram mortalidade abaixo de 20% e o número de neonatos, ao final, foi superior a 60 nos controles, como mostra a Figura 1 a, c, e, g. O crescimento foi avaliado ao final do teste, medindo-se os organismos da cabeça até ao final da carapaça. Os resultados são mostrados na Figura 1 b, d, f, h, onde se compara o comprimento médio dos organismos. O tratamento do efluente por MBBR não produziu efeitos significativos no crescimento dos neonatos expostos, com exceção dos organismos expostos ao Efluente tratado por MBBR na COV 9,0gDQO•L^-1•d^-1 na concentração de 40%(*). A reprodução foi avaliada pelos valores de CENO e CEO, apresentados na Tabela 1. Foi possível verificar que após o tratamento por MBBR a CENO aumentou de 20% para 40%, indicando redução dos efeitos de toxicidade. Verificou-se um aumento na reprodução para concentrações mais baixas de efluente, sendo mais pronunciado nas concentrações de 10 e 20% para as COV’s 1,2 e 9,0gDQO•L^-1•d^-1.

Média de reprodução e crescimento de D. magna em efluente tratado por MBBR em todas as COV’s. (*)Efeito negativo observado no crescimento do organismo


Valores obtidos do Fator de Toxicidade (FT), CENO e CEO para efluente Kraft tratado por MBBR.

Conclusões

Após o tratamento por MBBR o Efluente não apresentou efeito agudo. Com relação aos efeitos crônicos, os ensaios permitiram determinar CEO de 40% para o Efluente tratado, valor superior ao Afluente. Efeitos inibidores não foram observados para concentrações de até 40% do Efluente. Para o crescimento foi constatado um efeito para o Efluente referente à COV 9,0gDQO•L^-1•d^-1, na qual ocorreu uma redução no tamanho.

Agradecimentos

Os autores agradecem ao apoio do CNPq, UTFPR, Fundação Araucária, a indústria de celulose, por ceder o efluente para estudos, e demais colaboradores.

Referências

AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS. Standard guide for conducting life-cycle toxicity tests with Daphnia (Crustacea, Daphnidae), 1988.

AREZON, A. PEREIRA, T. J. N., GERBER, W.. MANUAL SOBRE TOXICIDADE DE EFLUENTES INDUSTRIAIS. Porto Alegre: CEP SENAI de artes gráficas Henrique d’Ávila Bertaso, 2008.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 12713. Ecotoxicologia Aquática – Toxicidade Aguda – Método e Ensaio com Daphnia spp. (Crustacea, Cladocera). Rio de Janeiro, 2009.

BUYUKKAMACI, N., KOKEN, E.; Economic evaluation of alternative wastewater treatment plant options for pulp and paper industry. Science of the Total Environment, Volume 408, Issue 24, p. 6070–6078, 2010.

KNIE, J.L.W.; LOPES, E.W.B. Testes Ecotoxicológicos – Métodos, Técnicas e Aplicações. Florianópolis: FATMA/ GTZ, 2004, 289p.

KREETACHAT, T., DAMRONGSRI, M., PUNSUWON, V., VAITHANOMSAT, P., CHIEMCHAISRI, C., CHOMSURIN, C., 2007. Effects of ozonation process on lignin-derived compounds in pulp and paper mill effluents. Journal of Hazardous Materials, Volume 142, Issues 1–2, p. 250–257, 2007.

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REIS, G, G., Influência da carga orgânica no desempenho de reatores de leito móvel com biofilme (MBBR). Dissertação de mestrado. Departamento de Engenharia Química – Universidade Federal do Rio de Janeiro. 2007.

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XAVIER, C., OÑATE, E., MONDACA, A. M., CAMPOS, L. J., VIDAL, G.. Genotoxic effects of kraft pulp mill effluents treated by biological aerobic systems. Interciencia, Volume 36, Issue 6, p. 412 – 416, 2011.

ZAGATTO, P. A., BERTOLETTI, E.. Ecotoxicologia aquáica: princípios e aplicações. 2ª ed. São Carlos, SP. RiMa, 2008.