RESUMO
Abstract Textile industries produce effluent wastewater that, if discharged, exerts a negative impact on the environment. Thus, it is necessary to design and implement novel wastewater treatment solutions. A sequential treatment consisting of ligninolytic co-culture with the fungi Pleurotus ostreatus and Phanerochaete crhysosporium (secondary treatment) coupled to TiO2 /UV photocatalysis (tertiary treatment) was evaluated in the laboratory in order to discolor, detoxify, and reuse textile effluent wastewater in subsequent textile dyeing cycles. After 48 h of secondary treatment, up to 80% of the color in the wastewater was removed and its chemical and biochemical oxygen demands (COD, and BOD5) were abated in 92% and 76%, respectively. Laccase and MnP activities were central to color removal and COD and BOD5 abatement, exhibiting activity values of 410 U L-1 and 1 428 U L-1, respectively. Subjecting wastewater samples to 12 h of tertiary treatment led to an 86% color removal and 73% and 86% COD and BOD5 abatement, respectively. The application of a sequential treatment for 18 h improved the effectiveness of the wastewater treatment, resulting in 89% of color removal, along with 81% and 89% COD and BOD5 abatement, respectively. With this sequential treatment a bacterial inactivation of 55% was observed. TiO2 films were reused continuously during two consecutive treatment cycles without thermic reactivation. Removal percentages greater than 50% were attained. Acute toxicity tests performed with untreated wastewater led to a lethality level of 100% at 50% in Hydra attenuata and to a growth inhibition of 54% at 50% in Lactuca sativa. Whereas sequentially treated wastewater excreted a 13% lethality at 6.25% and an inhibition of 12% at 75% for H. attenuata and L. sativa, respectively. Finally, sequentially treated wastewater was reused on dyeing experiments in which 0.86 mg g-1 adsorbed dye per g of fabric, that is equivalent to 80% of dye adsorption.
Resumen Las industrias textiles producen un efluente que, si es descargado, ejerce un impacto negativo en el ambiente. Así, es necesario diseñar e implementar soluciones novedosas para el tratamiento de estos desechos. Con el fin de decolorar, detoxificar y reutilizar aguas residuales producidas en la industria textil en ciclos de tinturado subsecuentes, se evaluó en laboratorio un tratamiento secuencial, consistente en un cultivo ligninolítico con los hongos Pleurotus ostreatus y Phanerochaete crhysosporium (tratamiento secundario) acoplado con fotocatálisis TiO2/UV (tratamiento terciario). Después de 48 horas de tratamiento secundario, se removió hasta un 80% del color del agua residual y las Demandas Química y Bioquímica de Oxígeno (DQO y DBO5) fueron reducidas en 92 y 76% respectivamente. Las actividades Lacasa y MnP (410 U L-1 y 1428 U L-1, respectivamente) fueron centrales en la remoción de color y en la reducción de DQO y DBO5. Someter muestras de agua residual a 12 horas de tratamiento terciario resultó en una remoción de 86% de color, 73% de DQO y 86% de DBO. La aplicación de un tratamiento secuencial por 18 h incrementó su efectividad, lo cual resultó en 89% de remoción de color, además de 81% y 89% de remoción de DQO y DBO5 respectivamente. Con este tratamiento secuencial se observó una inactivación bacteriana del 55%. Las películas de TiO2 se reutilizaron continuamente durante 2 ciclos de tratamiento consecutivos sin reactivación térmica. Se alcanzaron porcentajes de remoción mayores al 50%. Las pruebas de toxicidad aguda llevadas a cabo con agua residual cruda produjeron un nivel de letalidad del 100% a 50% en Hydra attenuata y una inhibición de crecimiento del 54% a 50% en Lactuca sativa. El agua residual tratada secuencialmente produjo una letalidad del 13% a 6.25% y una inhibición del 12% a 75% para H. attenuata y L. sativa, respectivamente. Finalmente, el agua residual tratada secuencialmente fue reutilizada en experimentos de tinturado en los que la cantidad de colorante absorbido fue de 0.86 mg g-1 por g de tela, lo cual es equivalente a 80% de adsorción.
Resumo A indústria têxtil produz águas residuais que causam um impacto negativo ao meio ambiente quando são descartadas. Portanto, é necessário projetar e implementar novas soluções para seu tratamento. Um tratamento sequencial que consiste na co-cultura ligninolítica com os fungos Pleurotus ostreatus e Phanerochaete crhysosporium (tratamento secundário) acoplada à fotocatálise com TiO2/UV foi avaliado no laboratório para descolorir, desintoxicar e reutilizar água residual têxtil em ciclos subsequentes de tintura. Após 48 h de tratamento secundário, aproximadamente 80% da cor foi removida da água residual e sua demanda química e bioquímica de oxigênio (COD, e BOD5) foram diminuídas em 92% e 76%, respectivamente. A atividade de Laccase e MnP foram centrais na remoção da cor e diminuição de COD e BOD5, mostrando valores de atividade de 410 U L-1 e 1428 U L-1, respectivamente. Submeter as amostras de água residual a 12 h de tratamento terciário levou a uma remoção de 86% da cor e uma diminuição de 73% e 86% de COD e BOD5 respectivamente. A aplicação do tratamento sequencial por 18 h melhorou a efetividade do tratamento de águas residuais, resultando em 89% de remoção de cor e uma diminuição de 81% e 89% de COD e BOD5, respectivamente. Com este tratamento sequencial, observamos uma inativação bacteriana de 55%. As películas de TiO2 foram reutilizadas continuamente durante dois tratamentos consecutivos sem reativação térmica. Atingimos porcentagens de remoção acima de 50%. Os testes de toxicidade aguda feitos em água residual sem tratar causaram níveis de letalidades de 100% a 50% em Hydra attenuata e uma inibição do crescimento de 54% a 50% em Lactuca sativa. Enquanto água residual tratada sequencialmente causou uma letalidade de 13% a 6.25% e uma inibição de 12% a 75% para H. attenuata e L. sativa, respectivamente. Finalmente, a água residual tratada sequencialmente foi reutilizada em experimentos de tintura nos quais absorveu 0.86 mg g-1 por g de tecido, o que é equivalente a uma absorção de 80%.
RESUMO
Developing countries currently face challenges related to the management and disposal of biosolids that result from wastewater treatment. One of the most important issues they must deal with involves the maximum level of pathogens permitted and the effect they may have on the environment and human health once they are used for agricultural purposes. In order to learn about the risk generated by these kinds of practices, we assessed the behavior of indicators of fecal contamination in grasses used to feed dairy cattle. The study area was divided into two plots: an experimental plot in which diluted biosolids were applied and a control plot without the application of biosolids. We collected samples from soil, grass, surface water and groundwater and analyzed the presence of fecal coliforms, Salmonella spp., somatic phages and helminth eggs. Experimental and control plots showed a decrease in the concentration of bacterial indicators assessed in soil, and low concentrations in surface water, groundwater and grass. Concentrations of viral and parasite indicators tend to decrease more slowly. Our results show that this way of biosolid management allows a better use of its benefits as an organic amendment by lowering the sanitary risk due to the presence of pathogens.
Los países en vías de desarrollo enfrentan el reto de la gestión y disposición de los biosólidos resultantes del tratamiento de aguas residuales. Uno de los más importantes temas está relacionado con el máximo nivel de patógenos permitidos y el efecto que puedan causar en el ambiente y en la salud humana cuando este material es utilizado para uso agrícola. Con el objetivo de conocer el riesgo generado por este tipo de prácticas, evaluamos el comportamiento de los indicadores de contaminación fecal en un cultivo de pasto usado como alimento para ganado lechero. El área de estudio se dividió en dos parcelas: una experimental en la cual se aplicaron lodos diluidos y otra control sin aplicación de biosólidos. Se recolectaron muestras de suelo, pasto, aguas superficiales y subterráneas y se analizó la presencia de coliformes fecales, Salmonella spp., fagos somáticos y huevos de helminto. Las concentraciones encontradas tanto en la parcela experimental como en la control, presentan disminución de los indicadores bacterianos evaluados en suelo y bajas concentraciones en el agua superficial, subterránea y en pasto; mientras que los indicadores virales y parasitarios tienden a disminuir más lentamente. Los resultados muestran como este tipo de gestión del biosólido permite aprovechar sus beneficios como enmienda orgánica, disminuyendo el riesgo sanitario generado por la presencia de patógenos.
Os países em vias de desenvolvimento enfrentam o desafio da gestão e disposição dos biosólidos resultantes do tratamento de águas residuais. Um dos mais importantes temas se relaciona com o nivel máximo de patogénicos permitidos e o efeito que podem causar no ambiente e na saúde humana, quando este material é utilizado para o uso agrícola. Com o objetivo de conhecer o risco gerado por este tipo de praticas, avaliamos o comportamiento dos indicadores de contaminação fecal num cultivo de pasto utilizado como alimento para o gado leiteiro. A área de estudo dividiu-se em duas partes: uma experimental, na qual se aplicaram lodos diluídos e outra sem aplicação de biosólidos. Se recolheram amostras de solo, pasto, águas superficiais e superficiais e subterráneas, e se analisou a presença de coliformes fecais, Salmonella spp., fagos somáticos e ovos de helminto. As concentrações encontradas tanto na parte experimental como na de controlo, apresentam diminuição dos indicadores bacterianos avaliados no solo e baixas concentrações na água superficial, subterránea e em pasto; enquanto os indicadores virais e parasitários tendem a diminuir mais lentamente. Os resultados mostram como este tipo de gestão de biosólidos permite aproveitar os benefícios como emenda orgánica, diminuindo o risco sanitário gerado pela presença de patogénicos.
