Implementação de reator de leito fixo empacotado com nanopartículas de prata micológicas imobilizadas em alginato para desinfecção da água contaminada com bactérias potencialmente patogênicas

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Silva, Carolina Assis da [UNESP]
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Nanopartículas; Microencapsulação; Reator de leito fixo; Escherichia coli; Água Purificação
• Link de acesso: https://hdl.handle.net/11449/257828; http://lattes.cnpq.br/8528609040847551; https://orcid.org/0000-0003-4942-1087

O saneamento básico e o acesso à água potável são desafios críticos para países em desenvolvimento. Até 2025, a escassez de água pode afetar 50 % da população global. O Objetivo de Desenvolvimento Sustentável (ODS) 6 busca melhorar o saneamento e o acesso à água, mas no Brasil, mais de 40 milhões de pessoas ainda não têm acesso a água potável, e 100 milhões não têm tratamento adequado de esgoto. Diante dessa situação, a busca por métodos sustentáveis e econômicos para a purificação da água motivou a investigação da aplicação de nanopartículas de prata (AgNP), produzidas biologicamente a partir do fungo filamentoso Aspergillus niger IBCLP20 encapsuladas em alginato de cálcio, em um reator de leito fixo (PBR) para tratar água contaminada com Escherichia coli IPT245 e Pseudomonas aeruginosa IPT365. As AgNP são amplamente reconhecidas por suas propriedades antibacterianas, que se devem à sua capacidade de interagir diretamente com as membranas celulares bacterianas e gerar espécies reativas de oxigênio (ROS), resultando em danos ao DNA, RNA e outras biomoléculas essenciais. A obtenção das AgNP por métodos biológicos é vantajosa em comparação com métodos químicos, pois oferece uma alternativa mais ecológica e de baixo custo. Para a realização do estudo, as bio-AgNP foram caracterizadas utilizando técnicas de microscopia eletrônica de transmissão (MET), espalhamento dinâmico de luz (DLS), potencial zeta (Pζ) e índice de polidispersão (PDI). Os resultados mostraram que as nanopartículas têm formato esférico com um tamanho médio de 37,4 ± 67,4 nm e tamanho hidrodinâmico de 80 nm. A carga zeta das partículas foi medida em -38,56 mV, e o índice de polidispersão foi 0,215. Subsequentemente, as bio-AgNP foram encapsuladas em alginato de cálcio e testadas em um reator PBR para avaliar sua aplicabilidade na desinfecção de água contaminada. Foram examinados parâmetros operacionais, incluindo densidade do afluente (10³, 10⁴ e 10⁵ UFC·ml⁻¹), temperaturas (25 ºC, 30 ºC, 37 ºC e 40 ºC), massas de catalisador (50 %, 75 % e 100 %) e vazões volumétricas (1,0, 4,0, 7,0 e 10,0 ml·min⁻¹). A atividade antibacteriana das bio-AgNPAC contra E. coli IPT245 foi observada em todas as massas de catalisador testadas, enquanto o efeito bactericida sobre P. aeruginosa IPT365 foi constatado durante 8 h apenas com 100 % da massa de catalisador. A temperatura não teve impacto significativo na aplicação do sistema, e a vazão volumétrica ideal foi determinada como 4,0 ml·min⁻¹. Os resultados confirmaram que o sistema de reator de leito fixo PBR com bio-AgNP encapsuladas é uma solução promissora para a desinfecção de água. A manutenção da atividade antibacteriana após a imobilização das nanopartículas e a análise detalhada dos parâmetros operacionais sustentam a viabilidade desse método para aplicações ambientais.