Degradação anaeróbia do micropoluente tetrabromobisfenol A (TBBPA): da engenharia à meta-ômica

Autor(es)

Williane Vieira Macêdo

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: São Carlos.
• Instituição: Universidade de São Paulo (USP). Escola de Engenharia de São Carlos (EESC/SBD)
• Data de defesa: 2022-02-21

Membros da banca

Marcelo Zaiat; Sérgio Francisco de Aquino; Pedro Sérgio Fadini; Valeria Maia Merzel; Francisco Omil Prieto

• Orientador: Marcelo Zaiat

Resumo

A presença de micropoluentes em ambientes aquáticos está geralmente relacionada ao lançamento de efluentes de estações de tratamento de esgoto doméstico, industrial e hospitalar em corpos hídricos. O Tetrabromobisfenol A (TBBPA) é um retardante de chama bromado aplicado em plásticos, revestimentos, materiais de construção, e produtos eletrônicos que apresenta risco potencial para a saúde humana e para o meio ambiente por ser um interferente endócrino, imunotóxico e neurotóxico. A otimização de sistemas anaeróbios para a degradação de micropoluentes e o microbioma envolvido neste processo permanece ainda pouco explorado. Nesta tese de doutorado, uma série de experimentos foram realizados para ampliar o conhecimento sobre algumas das lacunas relacionadas à biodegradação do TBBPA. Inicialmente, este trabalho propõe uma técnica de microextração líquido-líquido de alta precisão e sensibilidade, seguida por separação por cromatografia líquida de alto desempenho acoplada ao método de ionização por electrospray e detecção de espectrometria de massa em tandem (HPLC-ESI-MS/MS), para quantificar a presença de TBBPA em matrizes ambientais complexas. Em sequência, através da associação de uma série de experimentos de degradação e multiômica, fomos capazes de identificar os microrganismos que participam ativamente da degradação do TBBPA em concentrações ambientalmente relevantes e sua possível expressão funcional quando expostos a longo prazo ao poluente. Os resultados provenientes de quatro biorreatores anaeróbios sugerirem a fase específica da digestão anaeróbia em que a degradação de TBBPA ocorre, a relevância da adsorção do poluente na biomassa, a cinética de degradação e o perfil do microbioma ao longo do período operacional por sequenciamento do gene 16S rRNA. Além disso, a biomassa do biorreator de melhor desempenho foi aplicada em experimentos metaproteômicos (protein stable isotope probing, protein-SIP) e de metagenômica. Ao associar esses resultados, os microrganismos envolvidos na degradação do micropoluente foram identificados. A partir de genomas contendo genes que codificam os peptídeos marcados, proteomas foram gerados e as possíveis vias metabólicas de degradação do TBBPA foram descritas. Foram identificadas proteínas envolvidas na clivagem hidrolítica das ligações carbono-halogênio, degradação do benzoato, transporte de compostos aromáticos e resistência a xenobióticos. Essas descobertas estão de acordo com os resultados iniciais baseados na correlação da eficiência de remoção do TBBPA e a caracterização temporal do microbioma, as rotas metabólicas de sistemas acidogênicos e à detecção de fenóis totais como um dos possíveis produtos de degradação. (AU)

• Processo FAPESP: 18/17744-6 - Sistema combinado para a degradação do Tetrabromobisfenol a (TBBPA) por digestão anaeróbia e processos oxidativos avançados
• Beneficiário: Williane Vieira Macêdo
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado