Application of a bacterial extracellular polymeric substance in heavy metal adsorption in a co-contaminated aqueous system / Aplicação de uma substância polimerica extracelular bacteriana na absorção de metais pesados em um sistema aquoso co-contaminado

ABSTRACT

The application of a bacterial extracellular polymeric substance (EPS) in the bioremediation of heavy metals (Cd, Zn and Cu) by a microbial consortium in a hydrocarbon co-contaminated aqueous system was studied. At the low concentrations used in this work (1.00 ppm of each metal), it was not observed an inhibitory effect on the cellular growing. In the other hand, the application of the EPS lead to a lower concentration of the free heavy metals in solution, once a great part of them is adsorbed in the polymeric matrix (87.12 percent of Cd; 19.82 percent of Zn; and 37.64 percent of Cu), when compared to what is adsorbed or internalized by biomass (5.35 percent of Cd; 47.35 percent of Zn; and 24.93 percent of Cu). It was noted an increase of 24 percent in the consumption of ethylbenzene, among the gasoline components that were quantified, in the small interval of time evaluated (30 hours). Our results suggest that, if the experiments were conducted in a larger interval of time, it would possibly be noted a higher effect in the degradation of gasoline compounds. Still, considering the low concentrations that were evaluated, it is possible that a real system could be bioremediated by natural attenuation process, demonstrated by the low effect of those levels of contaminants and co-contaminants over the naturally present microbial consortium.

RESUMO

A aplicação de uma substância polimérica extracelular (EPS) bacteriana na biorremediação de metais pesados (Cd, Zn e Cu) por um consórcio microbiano em um sistema aquoso co-contaminado com hidrocarbonetos foi estudada. Nas baixas concentrações usadas neste trabalho (1,00 ppm de cada metal), não foi observado um efeito inibitório no crescimento celular. Por outro lado, a aplicação da EPS bacteriana levou a uma menor concentração de metais livres em solução, uma vez que grande parte destes fica adsorvido na matriz polimérica (87,12 por cento de Cd; 19,82 por cento de Zn; e 37,64 por cento de Cu) quando comparado ao que é adsorvido ou interiorizado pela biomassa (5,35 por cento de Cd; 47,35 por cento de Zn; e 24,93 por cento de Cu). No pequeno intervalo de tempo avaliado (30 horas) e na baixa concentração de gasolina utilizada (0,1 por cento (v/v)), foi percebido um aumento de 24 por cento no consumo de etilbenzeno, entre os componentes da gasolina que foram quantificados. Nossos resultados sugerem que, se os experimentos fossem conduzidos em um intervalo de tempo maior, possivelmente poderia ter sido observado um maior efeito na degradação dos componentes da gasolina. Ainda, considerando as baixas concentrações avaliadas, é provável que um sistema real pudesse ser biorremediado pelo processo de atenuação natural, tendo em vista o baixo efeito desses níveis de contaminantes e co-contaminantes sobre o consórcio microbiano naturalmente presente.