ÁREA
Química Ambiental
Autores
Rocha, R.B.F. (UEMASUL) ; Conceição, C.S. (UEMASUL) ; Oliveira, J.D. (UEMASUL) ; Nascimento, I.O. (UEMASUL)
RESUMO
Metais pesados, provenientes de fontes naturais ou antrópicas, impactam os ecossistemas. Á vista disso, a biorremediação usando microrganismos, revela uma técnica eficaz, reduzindo o efeito negativo desses metais. Este estudo avaliou a concentração mínima inibitória de zinco e níquel em Bacillus cereus, visando a biorremediação em solos agrícolas do cerrado maranhense. A bactéria foi cultivada e suplementada com diferentes concentrações. Os resultados revelaram que, apesar de altas concentrações de zinco, 15 mg L-1, houve maior crescimento bacteriano. Já em níquel houve maior crescimento na concentração intermediária 1,5 mg L-1, indicando sensibilidade a níveis elevados. Isso sugere que a bactéria estudada pode ser usada na biorremediação de solos contaminados.
Palavras Chaves
Metais tóxicos ; Bacillus cereus; biorremediação
Introdução
A poluição por metais potencialmente tóxicos é uma preocupação, devido aos seus impactos sobre os ecossistemas, tendo em vista que os mesmos não são biodegradáveis e acumulam-se no ambiente. Com o desenvolvimento agrícola acelerado, a aplicação em larga escala de defensivos e/ou fertilizante constituíram um grave problema para agricultura devido a presença de metais potencialmente tóxicos (MPTs) presentes neles. Agrotóxicos ou insumos agrícolas usados com finalidade corretiva ou nutricional na agricultura possuem uma composição, que além de elementos desejáveis, também contém metais potencialmente tóxicos e podem ser uma fonte de contaminação sendo que, o solo já é um sistema natural rico, composto por minerais, matéria orgânica, gases, líquidos e organismos com interações dinâmicas (YU et al., 2019). Métodos convencionais para remover os MPTs do ambiente são onerosos, frente a isso, diversas técnicas de remediação de solos contaminados estão surgindo. Os tratamentos biológicos vêm ganhando espaço neste meio, com ampla aceitação pela sociedade, devido apresentarem uma alternativa esteticamente agradável, baixo custo, alta aplicabilidade e por apresentarem bons resultados (APARÍCIO et al., 2019; CHEN et al., 2015;). BRAUN et al. (2019), afirma que, a biorremediação com o uso de microrganismos para o tratamento de solos contaminados com metais potencial tóxicos vêm sendo avaliada e os resultados apontam para uma técnica promissora. Nesse contexto, o presente estudo teve como objetivo avaliar a concentração mínima inibitória de zinco e níquel para a rizobactéria Bacillus cereus, visando sua utilização na biorremediação de solo agrícolas do cerrado maranhenses contaminados com zinco e níquel.
Material e métodos
A pesquisa foi conduzida nos Laboratórios de Química Ambiental e Microbiologia e Saúde da Universidade Estadual da Região Tocantina do Maranhão - UEMASUL. Nesse estudo foram utilizados isolados da rizobactéria Bacillus cereus, visando à possível remoção de metais potencialmente tóxicos, como níquel e zinco, em solos agrícolas da região do cerrado maranhense. As mesmas pertencem à coleção de microrganismos multifuncionais da Micoteca Gilson Soares da Silva da Universidade Estadual do Maranhão. Para avaliar a concentração mínima inibitória, a bactéria foi cultivada em meio BDA (batata, dextrose e ágar), por 48h, a aproximadamente 28°C, após o período proposto, a bactéria foi cultivadas em 10 mL de meio de cultura LB líquido, sob agitação horizontal de 110 rpm, incubadas à 28°C por 4 dias. Este meio de cultura foi previamente suplementado com doses de Zn em diferentes concentrações (5 mg L-1; 10 mg L-1; 15 mg L-1) e Ni em diferentes concentrações (1 mg L-1; 1,5 mg L-1; 2,0 mg L-1). Foram utilizados como fonte padrão de sulfato de zinco (ZnSO4.7H2O) e sulfato de níquel (NiSO4. 6H2O). As concentrações de Ni (II) e Zn (II) foram estimadas por Espectroscopia de Emissão Atômica Acoplada a Fonte de Plasma Induzido-ICP-AES. Foi realizado o procedimento sem a adição das soluções de metais e esses grupos foram determinados como grupo controle. Para evitar a precipitação dos metais, foi acrescido TRIS ao meio de cultura na concentração de 6,0 g L-1 (MERGEAY et al., 1985). Ao final do período de incubação, a quantificação das unidades formadoras de colônia (UFC) por mL de meio líquido foi realizada através da absorbância em Espectrofotômetro UV-Vis. Todas as análises foram feita em triplicatas.
Resultado e discussão
A concentração mínima inibitória (CMI) é a concentração necessária de metal, em
mg L-1, para inibir o crescimento bacteriano. Segundo HIRSCH e
colaboradores (1993) a presença de metais tóxicos pode influenciar na comunidade
microbiana, quando em elevadas concentrações, os mesmos podem diminuir a
diversidade genética das populações bacterianas. De acordo com os dados
apresentados na Tabela 1, as concentrações utilizadas não demonstraram
capacidade suficiente para inibir o crescimento bacteriano. Verifica-se que o
crescimento da bactéria em maior quantidade ocorreu no meio de cultura com a
concentração mais elevada de Zn, 15 mg L-1. Em relação ao Ni, foi
observado que o maior crescimento se deu em uma concentração intermediária de
1,5 mg L-1, seguido por uma redução na concentração subsequente,
indicando que a bactéria possui sensibilidade em concentrações mais altas desse
metal. Metais potencialmente tóxicos podem causar tanto efeito inibitório
inicial, provocando morte de bactérias sensíveis a toxidade do metal, quanto um
efeito estimulador no crescimento de bactérias sobreviventes e tolerantes devido
a uma maior disponibilidade de substrato, derivados de células mortas (DÍAZ-
RAVINÃ; BAATH,1996). Esses efeitos podem explicar a redução da quantidade de
bactéria quando submetida a concentração mais elevada de Ni e a grande
quantidade de bactéria obtida na maior concentração de Zn. Os teste de CMI
demonstram que a bactéria estudada possui potencial para aplicação em processos
de biorremediação, tendo em vista que cresceram em concentrações elevadas de
metais. A aplicação de bactérias na biorremediação apresenta-se como uma
alternativa barata e prática para o tratamento de regiões contaminadas com
metais pesados (BANERJEE et al. 2015).
Conclusões
A capacidade de microrganismos sobreviverem a ambientes com a presença de metais potencialmente tóxicos revela a importância de estudar a sua resistência. Com base no estudo realizado, pode-se observar a tolerância da bactéria Bacillus cereus quando adicionadas a um meio com as concentrações investigadas de Ni e Zn, o que as torna um grande potencial para realizar a biorremediação. Sendo assim, a bactéria Bacillus cereus pode ser utilizada como ferramenta biotecnológica para remediação de solos do cerrado maranhense contaminados por Ni (II) E Zn (II).
Agradecimentos
Ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico – CNPq pela concessão da Bolsa de Iniciação Científica(PIBIC-CNPq). A UEMASUL pela disponibilização da estrutura necessária para realização do presente estudo.
Referências
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BANERJEE, G.; PANDEY, S.; RAY, A. K.; KUMAR, R. Bioremediation of heavy metals by a novel bacterial strain Enterobacter cloacae and its antioxidant enzyme activity, flocculant production, and protein expression in presence of lead, cadmium, and nickel. Water Air Soil Pollut. v.266, n.4, p.91, 2015.
BRAUN, A. B.; TRENTI, A. W. S.; VISENTI, C.; THOME, A. Biorremediação como alternativa de tratamento de solos contaminados com metais tóxicos. Revista CIATEC – UPF, v.11, n.2, p. 73-78,2019.
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MERGEAY, M.; NIES, D.; SCHLEGEL, H.G.; GERTIS, J.; CHARLES, P.; VAN GUSEGEM, F. Alcaligenes eutrophus CH34 is a facultative chemolithotroph with plasmid- bound resistance to heavy metals. Journal of Bacteriology, v. 162, n. 01, p. 328-334, 1985.
YU, H., ZOU, W., CHEN, J., CHEN, H., YU, Z., HUANG, J., TANG, H., WEI, X., GAO, B. Biochar amendment improves crop production in problem soils: A review". Journal of Environmental Management, v. 232, p. 8–21, 2019.
