C ONSIDERAÇÕES F INAIS

O objetivo inicial deste projeto de pesquisa foi avaliar diferentes estratégias de utilização do metano como doador de elétrons para desnitrificação, com foco no pós-tratamento de efluentes de reatores anaeróbios aplicados a tratamento de esgoto sanitário. Como a comunidade metanotrófica desnitrificante de ambiente anóxico é bastante específica, foi feita uma primeira tentativa de enriquecê-la a partir de dois diferentes inóculos. No entanto, devido aos resultados obtidos ao longo dessa etapa experimental, o trabalho adquiriu caráter mais exploratório. O Quadro 5.2 sintetiza as hipóteses testadas e os principais resultados qualitativos obtidos neste trabalho.

Em todas as etapas experimentais, o consumo de nitrogênio foi baixo. No entanto, em todas as etapas experimentais, o metano foi fornecido como única fonte de carbono e de energia (doador de elétrons). A comunidade metanotrófica se desenvolveu mesmo em ambiente predominantemente anóxico e sustentou outros grupos quimiorganotróficos com diferentes capacidades metabólicas.

Assim, este trabalho mostrou que os organismos metanotróficos são versáteis, sobrevivendo em condições ambientais adversas e, ainda assim, dando suporte para o estabelecimento de comunidade microbiana com capacidades metabólicas diversas. Esse resultado indica que esse tipo de organismo pode desempenhar funções importantes em aplicações tecnológicas. Em contrapartida, os organismos metanotróficos pouco estudados e apenas recentemente tem se compreendido as possibilidades atreladas ao emprego de comunidades metanotróficas.

Dentre as possíveis aplicações tecnológicas está a remoção de nutrientes. É possível que as baixas atividades desnitrificantes obtidas estejam relacionadas a condições experimentais que, por sua vez, foram adotadas em função do pouco conhecimento disponível desse tipo de metabolismo. À luz dos resultados obtidos, a desnitrificação de esgoto sanitário poderia ser descartada, mas não o tratamento de outros tipos de água.

Outra aplicação tecnológica de interesse é a da remoção de metano de emissões gasosas em que a quantidade de gás é insuficiente para seu aproveitamento energético, como ocorre em muitos sistemas de tratamento de esgoto sanitário baseados na tecnologia anaeróbia. Nesse caso,

o desenvolvimento de populações metilotrófica em unidades de pós-tratamento alimentadas com gás metano poderia apresentar interesse na redução das emissões atmosféricas do metano gerado.

Etapa Hipótese Resultado obtido

Etapa 1

É possível enriquecer biomassa metanotrófica desnitrificante a partir

de diferentes inóculos

Hipótese parcialmente confirmada.

O metano foi capaz de suportar a manutenção celular e a desnitrificação, ainda que numa baixa extensão, para os dois inóculos testados. Foi estabelecida comunidade microbiana metanotrófica aeróbia que

sustentou outros quimiorganotróficos

A partir dessa etapa, foram delineadas as hipóteses testadas nas Etapas 2 e 3.

Etapa 2

Utilizar biomassa suspensa é mais vantajoso para o enriquecimento de

biomassa metanotrófica desnitrificante, pois reduz a resistência

a transferência de massa

O consumo de nitrogênio foi baixo nas duas situações e não foi possível confirmar ou refutar a hipótese.

Etapa 3

O estabelecimento do processo de desnitrificação metanotrófica se dá mais facilmente em reatores contínuos,

pois não há acúmulo de produtos inibitórios

Hipótese parcialmente confirmada

Metano suportou a manutenção celular e a redução das formas nitrogenadas oxidadas.

Embora a atividade desnitrificante tenha permanecido baixa, os valores foram maiores que os obtidos na Etapa 1, o que sugere que aplicação de

reator contínuo foi mais eficaz que o reator em batelada sequencial. Foi estabelecida comunidade microbiana aeróbia que sustentou outros

organismos quimiorganotróficos. Etapa 4 O consumo das formas nitrogenadas é _{apenas endógeno}

Hipótese confirmada.

Foi também observado que a redução das formas nitrogenadas provavelmente não se deve apenas à redução assimilativa Etapa 5

O consumo de metano é aeróbio, e não está acoplado à redução das formas

nitrogenadas

Hipótese confirmada.

No entanto, o consumo das formas nitrogenadas foi superior nas condições microaeradas.

6. C

• Para os dois inóculos testados na Etapa 1, o metano foi capaz de suportar a manutenção celular e a redução das formas nitrogenadas. Embora a atividade desnitrificante tenha sido de apenas 1,14 ± 0,68 mg N.dia-1 no Sed-SBR e de 1,66 ± 0,43 mg N.dia-1, ela foi estatisticamente superior ao observado nos reatores controle. Ressalta-se que a biomassa se extinguiu nos reatores controle.

• Na caracterização microbiana feita por meio de sequenciamento do rRNA 16S os únicos organismos capazes de assimilar diretamente o metano foram os metanotróficos aeróbios, tanto no Sed-SBR quanto no LAn-SBR. Embora esses organismos tenham apresentado abundância relativa em torno de 5% nas duas amostras, as evidências indicam que eles foram capazes de fornecer condições de manutenção para outros grupos quimiorganotróficos. Destaca-se a sua versatilidade, uma vez que foram mantidos em condições predominantemente anóxicas.

• Na Etapa 2 o consumo das formas nitrogenadas foi muito baixo (< 0,5 mg N.dia-1) tanto para o Imob-SBR quanto para o Susp-SBR e não foi possível indicar a melhor estratégia para enriquecimento de comunidade metanotrófica. Possivelmente a falta de agitação dos frascos prejudicou a transferência de massa do metano da fase gasosa para a fase líquida, o que pode também ter tido influência na redução das formas nitrogenadas.

• O consumo das formas nitrogenadas no Up-FSBR, operado na Etapa 3, apresentou grande dispersão de valores (11,0 ± 10,3 mg N.dia-1). Não foi possível manter o reator sob condições anóxicas. O metano foi fornecido como única fonte de carbono orgânico e suportou a manutenção celular. De forma semelhante à Etapa 1, organismos metanotróficos aeróbios foram identificados. Novamente, as evidências sugerem que esses organismos foram capazes de fornecer condições para manutenção de outros organismos quimiorganotróficos. Organismos desnitrificantes não foram identificados. • A Etapa 4 forneceu evidência de que a redução das formas nitrogenadas no Up-FSBR

era um processo marginal à oxidação do metano. No entanto, não se pode afirmar que eram processos independentes. Uma vez que apenas metano era fornecido como fonte

externa de carbono e de energia, todos os processos que se estabeleceram no reator dependiam, ainda que indiretamente, da oxidação do metano.

• A Etapa 5 forneceu evidência de que a oxidação do metano ocorria preferencialmente em condição microaerada. Conforme previsto, maior atividade de oxidação do metano resultou em maior atividade desnitrificante, o que indica que, ainda que esses processos não estejam diretamente atrelados, um depende indiretamente do outro. Uma condição operacional importante para a oxidação do metano é a manutenção da pressão parcial do gás, que potencializou seu consumo mesmo em condições anóxicas.

• O sequenciamento do rRNA 16S mostrou que um dos organismos mais abundantes ao final da Etapa 5 eram afiliados ao grupo Nitrosomonas tanto no MO2-SBR (abundância relativa 32,9%) quanto no Anox-SBR (abundância relativa de 26,6%). Possivelmente esses organismos se estabeleceram uma vez que a enzima de oxidação da amônia é análoga à enzima responsável pela oxidação aeróbia do metano, o que permite que oxidadoras de amônia também oxidem metano. Esse resultado mostra que, não apenas os organismos metanotróficos são versáteis, mas que o processo de metanotrofia é amplamente disperso na natureza.

• Embora não tenha sido possível confirmar a hipótese central do projeto de pesquisa, este trabalho contribui para a compreensão da versatilidade dos processos metanotróficos, o que indica que eles tem potencial para aplicação tecnológica.