Bactérias podem ajudar a limpar nanopartículas de águas residuais?
Nanopartículas de prata estão sendo adicionadas a um número crescente de produtos de consumo todos os dias, e muitos inevitavelmente encontrando seu caminho até o meio ambiente. Um novo estudo examina se os biofilmes bacterianos vivos podem ajudar com sua remoção durante o processo de tratamento de águas residuais.
Atualmente, os fabricantes estão incorporando nanopartículas de engenharia em milhares de produtos - como cosméticos, protetores solares, roupas e embalagens de alimentos - para aprimorar suas propriedades existentes ou adicionar novos benefícios, como textura melhorada ou vida útil mais longa. Nanopartículas de prata (Ag-NPs) são uma das categorias que mais crescem e mais rapidamente, devido às suas poderosas propriedades antimicrobianas e custo relativamente baixo.
Mas uma grande proporção dessas minúsculas partículas é inevitavelmente liberada nas águas residuais, com muitas acabando no meio ambiente. Aqui, eles podem se acumular nas plantações e nos seres aquáticos, com possíveis implicações indiretas de sua subsequente transferência pela cadeia alimentar. São necessárias abordagens inovadoras para enfrentar esta nova ameaça criada pelo homem contra o meio ambiente.
Biofilmes bacterianos - amigo ou inimigo?
Biofilmes são comunidades de microrganismos que se ligam entre si e frequentemente às superfícies, como o interior dos tubos. Onipresentes em ambientes aquáticos, uma vez estabelecidas, elas expelem moléculas que formam uma matriz extracelular que lhes oferece proteção e dificulta sua remoção.
No laboratório, os biofilmes são particularmente ruins. Eles podem ser uma fonte contínua de contaminação, uma vez que as bactérias, juntamente com as endotoxinas e nucleases associadas, são liberadas de forma imprevisível. Por outro lado, os engenheiros das estações de tratamento de águas residuais podem usar biofilmes, integrando-os aos processos existentes para melhorar a capacidade em até 200%. Como uma maneira potencial de reduzir seu fluxo para o meio ambiente, os pesquisadores agora estão analisando se os biofilmes bacterianos podem ajudar a remover nanopartículas de engenharia das águas residuais.
Peneirando a prata
Em um novo estudo, cientistas da Universidade de Arkansas exploram se os biofilmes vivos de bactérias podem remover com sucesso os Ag-NPs das águas residuais
A equipe criou os Ag-NPs em laboratório, tomando muito cuidado para evitar a introdução de contaminantes durante o processo de síntese, usando vidrarias lavadas com ácido e enxaguadas três vezes com água ultrapura de um sistema ELGA PURELAB Flex.
A recirculação periódica do PURELAB Flex também ajuda a impedir a formação de biofilme, comuns no interior de outros sistemas de purificação de água usados nos laboratórios. Os pesquisadores então criaram biofilmes artificiais usando diferentes combinações de quatro espécies de bactérias normalmente encontradas em águas residuais. Eles então realizaram uma série de experimentos de laboratório cuidadosamente controlados para investigar a capacidade de seus biofilmes de acumular Ag-NPs de águas residuais sintéticas.
A melhor combinação
Eles descobriram que um biofilme composto por duas espécies, A. calcoacetius e D. acidovorans, acumulou as maiores concentrações de Ag-NPs. Em outros testes, eles determinaram que pequenas concentrações de Ag-NPs se ligam ao biofilme e são subsequentemente liberadas.
Dada a natureza dinâmica dos biofilmes vivos, o fenômeno da acumulação de Ag-NP no biofilme e sua liberação subsequente são conhecimentos valiosos que também ajudarão a melhorar o entendimento das interações biofilme-nanopartículas em outros sistemas.