Fungos de podridão branca da Johns Hopkins University eliminam resíduos farmacêuticos das lamas de depuração

O que desaparece pelo ralo está longe de desaparecer do mundo. Muitos medicamentos modernos resistem a várias etapas de tratamento nas ETAR e acabam mais tarde nas lamas de depuração, aplicadas nos campos como fertilizante. Uma equipa de investigação da Johns Hopkins University demonstra agora que determinados fungos decompositores de madeira conseguem degradar estes princípios ativos com uma eficácia surpreendente, ajudando a atenuar um problema ambiental ainda sem solução.

Resíduos farmacêuticos ocultos no fertilizante “benéfico”

As lamas de depuração, geralmente designadas por “biossólidos” tanto nos Estados Unidos como na Europa, são consideradas um recurso valioso. São ricas em azoto, fósforo e matéria orgânica, contribuindo para recuperar solos empobrecidos. Contudo, transportam também uma componente indesejada: vestígios de medicamentos, sobretudo de substâncias psicoativas, como os antidepressivos.

Estes compostos chegam ao ambiente por duas vias: através da urina e das fezes dos pacientes, mas também devido à eliminação incorreta de comprimidos na sanita ou no lava-loiça. As ETAR convencionais conseguem remover agentes patogénicos e grande parte dos metais da água. Já os químicos orgânicos complexos passam, em larga medida, pelo sistema.

Os medicamentos psicoativos são concebidos para permanecerem estáveis no corpo humano - e é precisamente isso que os torna tão persistentes no ambiente.

Ainda não se sabe com clareza em que medida estes resíduos acabam efetivamente no prato. Estudos indicam que as plantas conseguem absorver determinados princípios ativos presentes em solos fertilizados com lamas de depuração. Ainda não foi definitivamente esclarecido se chegam aos alimentos em quantidades relevantes. Mesmo assim, os especialistas classificam-nos como “substâncias preocupantes”, pois doses muito baixas podem já provocar efeitos psicoativos e afetar organismos aquáticos sensíveis.

Porque são os fungos de podridão branca tão promissores

A equipa do Departamento de Saúde Ambiental e Engenharia recorreu a uma ideia conhecida da decomposição da madeira: os chamados fungos de podridão branca. Estes fungos degradam a lenhina, o composto vegetal que confere rigidez e estabilidade à madeira. A lenhina é considerada extremamente difícil de decompor biologicamente. Quem consegue quebrar esta estrutura também consegue lidar com muitas outras moléculas complexas.

A investigação centrou-se em duas espécies familiares para jardineiros amadores e apreciadores de cogumelos:

• Pleurotus ostreatus – mais conhecido como cogumelo-ostra
• Trametes versicolor – frequentemente chamado trameta-versicolor ou, internacionalmente, “Turkey Tail”

Ambos libertam enzimas diretamente para o meio que os rodeia. Estas enzimas não se especializam num único alvo molecular, atacando antes tudo o que se enquadra no seu perfil químico. É precisamente esta capacidade de “amplo espetro” que os torna interessantes para tratar lamas de depuração, onde coexistem muitos princípios ativos distintos.

Como decorreu a experiência com fungos e lamas de depuração

Para o estudo, a equipa utilizou lamas de depuração provenientes de uma instalação municipal. O material foi deliberadamente enriquecido com nove medicamentos psicoativos frequentemente detetados, incluindo antidepressivos comuns como o citalopram e a trazodona. Em seguida, os fungos cresceram diretamente nesse material durante um período de até 60 dias.

Em paralelo, realizaram-se ensaios de comparação em meios nutritivos líquidos sem lamas de depuração. Desta forma, foi possível verificar se a capacidade de degradação nas condições “sujas” da realidade diferia do desempenho em condições laboratoriais limpas.

Com recurso a espectrometria de massa de alta resolução, os investigadores acompanharam a evolução das concentrações dos medicamentos ao longo do tempo e identificaram os produtos resultantes da degradação.

Taxas de degradação impressionantes após dois meses

As duas espécies de fungos revelaram uma eficácia notável. Os principais resultados foram os seguintes:

• Ambos os fungos degradaram de forma significativa oito dos nove princípios ativos testados.
• Dependendo da substância, as taxas de degradação situaram-se, na maioria dos casos, entre cerca de 50 % e uma remoção quase completa ao fim de 60 dias.
• O cogumelo-ostra foi particularmente eficaz em vários casos, alcançando taxas de degradação superiores a 90 % para alguns antidepressivos.

Os fungos não se limitam a “estacionar” os medicamentos: decompõem-nos quimicamente em blocos mais pequenos e, na maioria dos casos, menos problemáticos.

Através dos fragmentos moleculares medidos, a equipa identificou mais de 40 produtos de degradação diferentes. Entre as reações típicas estiveram a divisão de moléculas grandes em unidades menores e a adição de grupos de oxigénio. Ambas correspondem bem ao repertório enzimático já conhecido dos fungos de podridão branca.

O problema diminui mesmo ou apenas muda de lugar?

Uma questão central da química ambiental é saber se a degradação de um poluente produz realmente algo menos nocivo ou se dá origem apenas a uma nova combinação desconhecida de substâncias potencialmente igualmente preocupantes.

Para responder a esta preocupação, a equipa recorreu a uma ferramenta de avaliação de perigos da agência ambiental norte-americana EPA. Esta permitiu estimar a toxicidade, a persistência e o potencial de bioacumulação dos produtos de degradação formados.

O balanço inicial foi favorável: para a maioria dos fragmentos identificados, o modelo indicou um potencial de perigo inferior ao dos medicamentos de origem. Assim, o tratamento com fungos deverá reduzir o risco global, em vez de apenas alterar a forma do problema.

Da caixa de laboratório à ETAR: até que ponto é viável?

O estudo revela um pormenor importante: os medicamentos comportam-se de forma diferente em lamas de depuração reais e em soluções laboratoriais transparentes. Alguns princípios ativos foram mesmo degradados mais intensamente nas amostras com biossólidos do que em cultura líquida. Estas diferenças demonstram que os testes em condições práticas são indispensáveis.

Ao mesmo tempo, abre-se uma possibilidade concreta: os fungos de podridão branca crescem naturalmente em substratos sólidos, como troncos, aparas de madeira e palha. Por isso, as lamas de depuração podem ser usadas com relativa facilidade como uma “cama de cultivo” para fungos antes da sua aplicação nos campos.

Entre os cenários possíveis para ETAR e operadores de gestão de resíduos estão:

• uma fase adicional de maturação, durante a qual as lamas de depuração são inoculadas com micélio de fungos;
• reatores fixos com substratos de madeira que suportam colónias de fungos e recebem lamas;
• a combinação do tratamento com fungos com instalações de secagem ou compostagem já existentes.

Face aos métodos térmicos ou exclusivamente químicos, as necessidades energéticas seriam reduzidas. Os fungos precisam sobretudo de tempo, temperaturas adequadas e algum oxigénio.

Oportunidades, limites e riscos da “micoaumentação”

Os especialistas designam esta abordagem por “micoaumentação”: a utilização dirigida de fungos para descontaminar materiais afetados. O seu atrativo reside na simplicidade e no aproveitamento de processos naturais. Ainda assim, há várias questões a resolver antes de um sistema deste tipo poder operar em grande escala.

Entre elas incluem-se:

• Até que ponto as culturas de fungos trabalham de forma estável perante variações na qualidade das lamas e nas estações do ano?
• Que resíduos permanecem na própria biomassa fúngica e como será esta eliminada ou aproveitada no fim do processo?
• Como reagem os restantes microrganismos presentes nas lamas aos fungos: favorecem ou dificultam a degradação?
• Em utilização real, e não apenas em laboratório, até que ponto diminuem os riscos para os organismos aquáticos e para as pessoas?

A questão do destino da biomassa fúngica é particularmente delicada: os cogumelos-ostra são normalmente considerados cogumelos comestíveis. Porém, depois de limparem lamas de depuração, deixam de ser adequados para consumo, podendo antes ser usados como combustível ou melhorador do solo em condições controladas.

O que consumidores e municípios já podem fazer

O estudo aponta um caminho promissor para o futuro dos operadores de ETAR, mas não dispensa a sociedade nem cada indivíduo da sua responsabilidade. Quanto menos medicamentos chegarem às águas residuais, mais fácil será tratar o que resta.

Algumas medidas práticas incluem:

• nunca eliminar medicamentos pela sanita ou pelo lava-loiça, entregando-os antes em farmácias ou pontos municipais de recolha;
• em tratamentos crónicos, confirmar regularmente com médicos e médicas se as dosagens continuam adequadas - cada comprimido desnecessário terá posteriormente de ser eliminado;
• os municípios podem lançar campanhas de informação e alargar as opções de recolha;
• apoiar de forma direcionada a investigação e as instalações-piloto de processos de tratamento biológico.

Em paralelo, os químicos ambientais trabalham em princípios ativos mais biodegradáveis, capazes de atuar no organismo e de se decompor mais rapidamente depois. Sistemas com fungos, como o analisado no estudo da Johns Hopkins University, poderão tornar-se uma componente importante para retirar os resíduos remanescentes do ciclo de materiais.

Porque os fungos são cada vez mais relevantes na tecnologia ambiental

A utilização de fungos de podridão branca há muito que não se limita às lamas de depuração. Investigadores estão a testar abordagens semelhantes para pesticidas, corantes da indústria têxtil e resíduos de óleos usados. As enzimas destes organismos são surpreendentemente resistentes e, em alguns casos, podem ser utilizadas isoladamente, sem ser necessário cultivar o fungo completo.

Esta abordagem oferece oportunidades sobretudo a regiões com orçamentos limitados: as instalações baseadas em fungos funcionam com materiais simples e não requerem química de alta tecnologia. Nos países industrializados com padrões ambientais exigentes, podem constituir uma camada adicional de segurança - como um “acabamento” biológico depois de a tecnologia convencional eliminar a maior parte da sujidade.

O trabalho do grupo da Johns Hopkins University mostra que um tema de investigação aparentemente discreto pode transformar-se numa peça estratégica da política ambiental moderna: culturas de fungos como guardiãs entre a ETAR e o campo, reduzindo de forma significativa o fluxo de resíduos farmacêuticos antes de estes chegarem à cadeia alimentar.