p Os Estados Unidos geram sete milhões de toneladas de lodo de esgoto anualmente, o suficiente para preencher 2, 500 piscinas olímpicas. Embora uma parte desses resíduos seja reaproveitada para estrume e outras aplicações de terra, uma quantidade substancial ainda é descartada em aterros sanitários. Em um novo estudo, Pesquisadores da Texas A&M University descobriram uma maneira eficiente de usar resíduos de lodo para fazer plásticos biodegradáveis. p Na edição de setembro da revista American Chemical Society (ACS) Omega , os pesquisadores relatam que a bactéria Zobellella denitrificans ZD1, encontrado em manguezais, pode consumir lodo e águas residuais para produzir polihidroxibutirato, um tipo de biopolímero que pode ser usado no lugar de plásticos à base de petróleo. Além de reduzir a carga sobre os aterros sanitários e o meio ambiente, os pesquisadores disseram Zobellella denitrificans ZD1 oferece uma maneira de reduzir os custos de upstream para a fabricação de bioplásticos, um passo para torná-los com preços mais competitivos em relação aos plásticos comuns.

p “O preço das matérias-primas para o cultivo de bactérias produtoras de biopolímeros representa 25-45% do custo total de produção dos bioplásticos. Certamente, este custo pode ser bastante reduzido se pudermos recorrer a um recurso alternativo que seja mais barato e facilmente obtido, "disse Kung-Hui (Bella) Chu, professor do Departamento de Engenharia Civil e Ambiental da Zachry. “Demonstramos uma forma potencial de usar lodo ativado por águas residuais municipais e águas residuais industriais de agro e aquicultura para fazer plásticos biodegradáveis. a cepa bacteriana não requer processos de esterilização elaborados para evitar a contaminação de outros micróbios, reduzindo ainda mais os custos operacionais e de produção de bioplásticos. "

p Poli-hidroxibutirato, uma classe emergente de bioplásticos, é produzida por várias espécies bacterianas quando experimentam um desequilíbrio de nutrientes em seu ambiente. Este polímero atua como reserva de energia suplementar da bactéria, semelhantes aos depósitos de gordura em animais. Em particular, uma abundância de fontes de carbono e um esgotamento de qualquer nitrogênio, fósforo ou oxigênio, fazer com que as bactérias consumam erraticamente suas fontes de carbono e produzam poli-hidroxibutirato como uma resposta ao estresse.

p Um meio que pode forçar as bactérias a produzir poli-hidroxibutirato é o glicerol bruto, um subproduto da fabricação de biodiesel. O glicerol bruto é rico em carbono e não contém nitrogênio, tornando-se uma matéria-prima adequada para a fabricação de bioplásticos. Contudo, glicerol bruto contém impurezas, como ácidos graxos, sais e metanol, que pode impedir o crescimento bacteriano. Como o glicerol bruto, o lodo das águas residuais também contém muitos dos mesmos ácidos graxos e sais. Chu disse que os efeitos desses ácidos graxos no crescimento bacteriano e, consequentemente, a produção de polihidroxibutirato ainda não havia sido examinada.

p "Há uma infinidade de espécies bacterianas que produzem poli-hidroxibutirato, mas apenas alguns que podem sobreviver em ambientes com alto teor de sal e ainda menos entre essas cepas podem produzir polihidroxibutirato a partir de glicerol puro, "Disse Chu." Nós examinamos a possibilidade de se essas cepas tolerantes ao sal também podem crescer em glicerol bruto e águas residuais. "

p Para seu estudo, Chu e sua equipe escolheram o Zobellella denitrificans ZD1, cujo habitat natural são as águas salgadas dos manguezais. Eles então testaram o crescimento e a capacidade dessa bactéria de produzir poli-hidroxibutirato em glicerol puro. Os pesquisadores também repetiram os mesmos experimentos com outras cepas bacterianas conhecidas como produtoras de poli-hidroxibutirato. Eles descobriram que Zobellella denitrificans O DZ1 foi capaz de prosperar em glicerol puro e produziu a quantidade máxima de polihidroxibutirato em proporção ao seu peso sem água.

p Próximo, a equipe testou o crescimento e a capacidade de Zobellella denitrificans ZD1 para produzir polihidroxibutirato em glicerol contendo sal e ácidos graxos. Eles descobriram que mesmo nessas condições, produziu polihidroxibutirato de forma eficiente, mesmo sob condições nutritivas equilibradas. Quando eles repetiram os experimentos em amostras de águas residuais sintéticas de alta resistência e lodo ativado por águas residuais, eles descobriram que a bactéria ainda era capaz de produzir poli-hidroxibutirato, embora em quantidades menores do que se estivessem em glicerol bruto.

p Chu observou que, ao alavancar Zobellella denitrificans Tolerância ZD1 para ambientes salgados, processos de esterilização caros que normalmente são necessários ao trabalhar com outras cepas de bactérias podem ser evitados.

p " Zobellella denitrificans A preferência natural de ZD1 por salinidade é fantástica porque podemos, se necessário, ajustar a composição química dos resíduos apenas adicionando sais comuns. Este ambiente seria tóxico para outras cepas de bactérias, "ela disse." Então, estamos oferecendo um custo baixo, um método sustentável para fazer bioplásticos e outra maneira de reaproveitar biorresíduos cujo descarte é caro. "