Influência de microrganismos e matéria orgânica na dissolução redutiva de ferro e manganês nos rios Doce e Gualaxo do Norte

Santos, Alex Silva

Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/11422/18316

Type:	Trabalho de conclusão de graduação
Title:	Influência de microrganismos e matéria orgânica na dissolução redutiva de ferro e manganês nos rios Doce e Gualaxo do Norte
Author(s)/Inventor(s):	Santos, Alex Silva
Advisor:	Keim, Carolina Neumann
Abstract:	O ciclo biogeoquímico do ferro (Fe) envolve a alternância entre Fe(II) e Fe(III), sendo Fe(II) mais solúvel e Fe(III) menos solúvel. Nos ambientes aeróbios, Fe(II) é oxidado a Fe(III) pelo O2, seguido de precipitação. Nos ambientes anaeróbios, o Fe(III) pode ser reduzido por microrganismos quimio-organotróficos, gerando Fe(II). O manganês (Mn) comporta-se de modo similar, onde Mn(II) é mais solúvel e Mn(IV) menos solúvel, sendo a forma intermediária Mn(III) instável. O aporte de rejeito de mineração de Fe ao Rio Doce e afluentes a partir de 2015, quando ocorreu o rompimento da barragem do Fundão em Mariana-MG, pode ter diversas consequências a longo prazo, dentre elas a dissolução redutiva de minerais de Fe contidos no rejeito, acoplada a oxidação de matéria orgânica. Além de Fe e Mn, outros elementos presentes em baixas concentrações poderiam ser mobilizados. O objetivo deste trabalho é avaliar a influência de microrganismos nativos e da matéria orgânica sobre a dissolução redutiva do Fe(III) a Fe(II) e de Mn(VI) a Mn(II,III) nos sedimentos do Rio Doce e afluentes, e sobre a liberação de outros elementos químicos para a fase aquosa. Para isto, coletamos amostras de água e sedimentos nos rios Doce e Gualaxo do Norte, e preparamos culturas de enriquecimento e microcosmos anaeróbios com adição ou não de substratos orgânicos. As concentrações de Fe(II) e Mn(II,III) foram medidas utilizando métodos colorimétricos. A concentração dos outros elementos foi quantificada em ICP-OES. Os minerais foram identificados por difração de raios X e caracterizados por microscopia eletrônica de transmissão. Nas culturas de enriquecimento, houve aumento nas concentrações de Fe(II) em relação aos controles, e o óxido de ferro utilizado como fonte de Fe(III) foi convertido em magnetita (Fe2+O∙Fe3+2O3), indicando que microrganismos que fazem a redução dissimilatória de ferro estão presentes e ativos no Rio Gualaxo do Norte. Experimentos com adição de substratos orgânicos a microcosmos mostraram concentrações de Fe(II) e Mn(II) maiores que os controles, mostrando a importância da matéria orgânica na dissolução redutiva do Fe e do Mn. A adição de glicose levou a concentrações de Fe(II) até 30.000 vezes maiores que o preconizado pela Resolução CONAMA 357/2005 para Fe(solúvel), e 110 vezes maiores que o limite superior para Mn(total) na fase líquida dos microcosmos. As concentrações de Fe(II) e Mn(II,III) nos microcosmos se mostraram dependentes das concentrações de substrato orgânico. Al, Ba e Zn apresentaram concentrações acima do preconizado pela Resolução CONAMA 357/2005. Nossos resultados indicam que a oxidação de matéria orgânica em anaerobiose pode ser acoplada a redução de Fe(III) e/ou Mn(IV) por microrganismos nativos, levando a dissolução de minerais, e liberação de Fe, Mn, Al, Ba e Zn para a água do Rio Doce e afluentes atingidos por rejeito de mineração de ferro. Em anaerobiose, o Fe(II) pode permanecer solúvel, ou precipitar em minerais secundários, como a magnetita. Desta forma, o controle do aporte de matéria orgânica seria importante para controlar a dissolução redutiva de Fe e Mn e as concentrações de Al, Ba e Zn, e melhorar a qualidade química da água do Rio Doce e afluentes.
Keywords:	Rio Doce Metais pesados Ferro Manganês Metals, Heavy Iron Manganese
Subject CNPq:	CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::MICROBIOLOGIA CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::IMUNOLOGIA
Production unit:	Instituto de Microbiologia Paulo de Góes
Publisher:	Universidade Federal do Rio de Janeiro
Issue Date:	5-Dec-2019
Publisher country:	Brasil
Language:	por
Right access:	Acesso Aberto
Citation:	SANTOS, A. S. (2019). Influência de microrganismos e matéria orgânica na dissolução redutiva de ferro e manganês nos rios Doce e Gualaxo do Norte [Trabalho de Conclusão de Curso, Universidade Federal do Rio de Janeiro]. Repositório Institucional Pantheon.
Appears in Collections:	Ciências Biológicas - Microbiologia e Imunologia

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