Avaliação do biossensor DerBac como biossensor de cromato em solos

Palavras-chave: Crómio VI,Biossensor,Solos,pCHRGFP1 E. coli,pCHRGFP2 O. tritici

O rápido desenvolvimento da indústria como a do papel, de fertilizantes e pesticidas, de baterias, de curtumes, de ferro e aço, leva a que grandes quantidades de metais pesados sejam descarregadas no meio ambiente constituindo uma grave fonte de contaminação. Ao contrário dos contaminantes orgânicos, os metais pesados não são biodegradáveis e tendem a acumular-se nos organismos vivos, sendo tóxicos e carcinogénicos. O crómio hexavalente é um metal pesado que apresenta elevada solubilidade, mobilidade e biodisponibilidade estando, por isso, associado a diversas patologias como reações alérgicas, dermatites de contacto, cancro de pulmão. De forma a prevenir a dispersão da poluição é importante conseguir detectar concentrações de cromato presente nos solos, na água e no ar. Deste modo, o objetivo deste trabalho consistiu em testar um sistema de biossensores capazes de detectar o crómio hexavalente em solução aquosa através da determinação da sua especificidade e sensibilidade e determinar a sua utilidade na deteção de cromato em solos correlacionando com os níveis de ecotoxicidade do solo. Numa primeira fase, procedeu-se à otimização das condições de crescimento das construções bacterianas pCHRGFP1 E. coli e pCHRGFP2 O. tritici e das condições de quantificação do cromato. Os resultados mostraram que os biossensores tiveram melhor funcionamento quando cultivados em meio LB e seguidamente mantidos em meio MMT suplementado com 0,3% de glucose. Em relação às condições de quantificação obteve-se melhores resultados, quando se utilizou comprimento de onda de excitação de 475 nm, em microplacas de 96 poços transparentes, após 5 horas de incubação. A partir destes resultados traçou-se a curvas de calibração para os dois biossensores (r =0,99). Posteriormente, otimizou-se as condições de extração e quantificação do cromato dos dois solos. Verificou-se que a recuperação do cromato introduzido no solo era máxima após três horas de agitação a 250 rpm, 25ºC. Testou-se a capacidade dos biossensores em quantificar o crómio hexavalente presente em solo artificialmente contaminado com quantidades conhecidas de cromato proveniente da Escola Agrária de Coimbra (solo natural) e também em solo OCDE (solo artificial). Verificou-se que o desaparecimento do cromato no solo natural foi mais gradual e mais lento que no solo OCDE. Neste último, ao fim de sete dias a presença de cromato era praticamente nula. Determinou-se a dose máxima efetiva para o cromato (EC50) por testes ecotoxicológicos com colêmbolos para os dois solos. No solo natural a EC50 foi de 43,9 mg Cr(VI)/Kg do solo, enquanto no solo OCDE não foi possível determinar o seu valor dada a semelhança dos resultados de toxicidade para as diferentes concentrações de Cr(VI) medidas, todas elas muito baixas. Correlacionando, estes valores com os resultados obtidos pelos biossensores percebeu-se que para concentrações superiores à EC50, o desaparecimento do cromato é mais lento, o que pode ser devido à toxicidade exercida sobre a comunidade microbiana inibindo a sua capacidade em reduzir o cromato. A fim de confirmar os resultados da quantificação de cromato obtidos com base nos biossensores, todas as amostras foram Resumo analisadas pelo método colorimétrico da difenilcarbazida, normalmente usado na deteção de cromato em soluções aquosas. Contudo, visto que este método apresenta limitações quando aplicado em matrizes complexas, recorreu-se a um segundo método químico mais sensível (Método EPA 7199) para comprovar a especificidade e sensibilidade dos biossensores desenvolvidos. Com base em todos os resultados obtidos, concluiu-se que os biossensores pCHRGFP1 E. coli e pCHRGFP2 O. tritici são uma alternativa na deteção de cromato presente nos solos mais económica que o método EPA e sem as limitações do método colorimétrico.

Área científica: Ciências Exactas e Naturais