Descoloração do corante têxtil azo Reactive Red 239 por uma nova linhagem <i>Shewanella xiamenensis</i> G5-03 isolada de solo contaminado

Shewanella xiamenensis G5-03 isolada de solo contaminado de aterro sanitário foi eficiente em descolorir cinco corantes têxteis azos em condições estáticas. Um deles, Reactive Red 239 (RR239), foi completamente descolorido na faixa de pH de 7 a 11 (a 35°C) dentro de 3-6 h. A bactéria também foi eficiente em descolorir RR239 em uma ampla faixa de temperatura de 25-40°C (em pH 8). A cinética de descoloração do RR239 pela G5-03 se ajustou ao modelo de Michaelis-Menten (K _m = 443,3 mg L^-1, V _max = 166,7 mg L^-1 h^-1). A descoloração do RR239 foi monitorada por espectroscopia UV-Vis e FTIR, que mostrou mudanças significativas nas posições dos picos quando comparadas ao espectro do corante. No geral, a capacidade de S. xiamenensis G5-03 para descolorir os corantes têxteis azo em uma ampla faixa de temperatura e pH (neutro-alcalino) indica que esta cepa é uma candidata em potencial para o tratamento de efluente contendo corante.

Palavras-chave:
bactéria; biodegradação; estudo cinético; FTIR; Reactive Red 239.

Autoria

Aline Silva Cossolin

Departamento de Engenharia Hidráulica e Saneamento (SHS), Escola de Engenharia de São Carlos (EESC/USP), Avenida Trabalhador São Carlense, n° 400, CEP: 13566-590, São Carlos, SP, Brazil. E-mail: aline.cossolin@gmail.com Escola de Engenharia de São CarlosBrazilSão Carlos, SP, BrazilDepartamento de Engenharia Hidráulica e Saneamento (SHS), Escola de Engenharia de São Carlos (EESC/USP), Avenida Trabalhador São Carlense, n° 400, CEP: 13566-590, São Carlos, SP, Brazil. E-mail: aline.cossolin@gmail.com

https://orcid.org/0000-0002-6696-4350

Hélen Cristina Oliveira dos Reis

Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia Ambiental (PPGCTA). Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR), Rua Deputado Heitor Alencar Furtado, n° 5000, CEP: 81280-340, Curitiba, PR, Brazil. E-mail: helenreis08@gmail.com, ketinnycamargo@gmail.comUniversidade Tecnológica Federal do ParanáBrazilCuritiba, PR, BrazilPrograma de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia Ambiental (PPGCTA). Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR), Rua Deputado Heitor Alencar Furtado, n° 5000, CEP: 81280-340, Curitiba, PR, Brazil. E-mail: helenreis08@gmail.com, ketinnycamargo@gmail.com

https://orcid.org/0000-0002-4397-0109

Ketinny Camargo de Castro

https://orcid.org/0000-0003-3281-9339

Bruna Assis Paim dos Santos

Programa de Pós-Graduação em Recursos Hídricos (PPGRH). Faculdade de Arquitetura, Engenharia e Tecnologia (FAET). Universidade Federal de Mato Grosso (UFMT), Avenida Fernando Corrêa da Costa, n° 2367, CEP: 78060-900, Cuiabá, MT, Brazil. E-mail: bruna.santos_assis@hotmail.comUniversidade Federal de Mato GrossoBrazilCuiabá, MT, BrazilPrograma de Pós-Graduação em Recursos Hídricos (PPGRH). Faculdade de Arquitetura, Engenharia e Tecnologia (FAET). Universidade Federal de Mato Grosso (UFMT), Avenida Fernando Corrêa da Costa, n° 2367, CEP: 78060-900, Cuiabá, MT, Brazil. E-mail: bruna.santos_assis@hotmail.com

https://orcid.org/0000-0003-0061-7900

Matheus Zimermann Marques

Programa de Pós-Graduação em Química (PPGQ). Instituto de Ciências Exatas e da Terra (ICET). Universidade Federal de Mato Grosso (UFMT), Avenida Fernando Corrêa da Costa, n° 2367, CEP: 78060-900, Cuiabá, MT, Brazil. E-mail: m.zimermannmarques@gmail.com, caparizotto@gmail.com, dalloglio.evandro@gmail.com, vasconceloslg@ufmt.brUniversidade Federal de Mato GrossoBrazilCuiabá, MT, BrazilPrograma de Pós-Graduação em Química (PPGQ). Instituto de Ciências Exatas e da Terra (ICET). Universidade Federal de Mato Grosso (UFMT), Avenida Fernando Corrêa da Costa, n° 2367, CEP: 78060-900, Cuiabá, MT, Brazil. E-mail: m.zimermannmarques@gmail.com, caparizotto@gmail.com, dalloglio.evandro@gmail.com, vasconceloslg@ufmt.br

https://orcid.org/0000-0002-2151-5842

Carlos Adriano Parizotto

https://orcid.org/0000-0003-0733-0275

Evandro Luiz Dall´Oglio

https://orcid.org/0000-0002-8936-5107

Leonardo Gomes de Vasconcelos

https://orcid.org/0000-0002-2886-1887

Eduardo Beraldo de Morais ^**Corresponding author: Eduardo Beraldo de Morais, e-mail: beraldo_morais@yahoo.com.br

Faculdade de Arquitetura, Engenharia e Tecnologia (FAET). Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental (DESA). Universidade Federal de Mato Grosso (UFMT), Avenida Fernando Correia da Costa, n° 2367, CEP: 78065-700, Cuiabá, MT, Brazil. E-mail: beraldo_morais@yahoo.com.br Universidade Federal de Mato GrossoBrazilCuiabá, MT, BrazilFaculdade de Arquitetura, Engenharia e Tecnologia (FAET). Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental (DESA). Universidade Federal de Mato Grosso (UFMT), Avenida Fernando Correia da Costa, n° 2367, CEP: 78065-700, Cuiabá, MT, Brazil. E-mail: beraldo_morais@yahoo.com.br

https://orcid.org/0000-0002-8505-4133

^*Corresponding author: Eduardo Beraldo de Morais, e-mail: beraldo_morais@yahoo.com.br

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Figuras (5)
Tabelas (2)
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Figure 1.
Effect of static and agitated incubation on RR239 decolorization.

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Figure 2.
Effect of RR239 concentration on decolorization efficiency.

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Figure 3.
(a) Effect of RR239 concentration on specific decolorization rate. (b) The double reciprocal plot of initial decolorization rate against RR23 concentration.

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Figure 4.
Repetitive decolorization capacity of the S. xiamenensis G5-03 by addition of RR239 (50 mg L^-1) at medium without supplementing any additional nutrients.

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Figure 5.
The FTIR spectra of RR239 dye (a) and extracted metabolites after decolorization (b).

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Table 1.
Decolorization performance of azo dyes by S. xiamenensis G5-03.

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Table 2.
Effect of pH and temperature on the decolorization of RR239.

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(1)

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(2)

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(3)

Figure 1. Effect of static and agitated incubation on RR239 decolorization.

Figure 2. Effect of RR239 concentration on decolorization efficiency.

Figure 3. (a) Effect of RR239 concentration on specific decolorization rate. (b) The double reciprocal plot of initial decolorization rate against RR23 concentration.

Figure 4. Repetitive decolorization capacity of the S. xiamenensis G5-03 by addition of RR239 (50 mg L^-1) at medium without supplementing any additional nutrients.

Figure 5. The FTIR spectra of RR239 dye (a) and extracted metabolites after decolorization (b).

Table 1. Decolorization performance of azo dyes by S. xiamenensis G5-03.

Dye	Chemical class	Decolorization (%)
RR239	Reactive monoazo	CD
RY176	Reactive monoazo	80 ± 1.4
RRB	Reactive diazo	86 ± 0.7
DO39	Direct monoazo	75 ± 0.6
DB85	Direct triazo	97 ± 0.6
Mixture of dyes^*		74 ± 0.2 ^**

CD - Complete decolorization
^* 30 mg L^-1 each dye; ^** color removal in terms of ADMI value
Data are shown as mean ± std derived from triplicates.

Table 2. Effect of pH and temperature on the decolorization of RR239.

Parameters	pH (Temperature 35°C)						Temperature (°C) (pH 7.0)
Parameters	6	7	8	9	10	11	25	30	35	40	45
Decolorization (%)	55±1.9	CD	CD	CD	CD	CD	88±1.3	94±0.9	CD	92±2.9	9±0.7
Time for decolorization (h)	24	5	3	4	6	6	6	6	5	7	24

CD - Complete decolorization.

(1)

D e c o l o r i z a t i o n (%) = \frac{{C_{(0 h)} - C}_{(t)}}{C_{(0 h)}} x 100

(2)

A D M I r e m o v a l r a t i o (%) = \frac{{I n i t i a l A D M I}_{(0 h)} - {O b s e r v e d A D M I}_{(t)}}{{I n i t i a l A D M I}_{(0 h)}} x 100

(3)

V = \frac{V_{m a x} S}{K_{m} + S}

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