Fitorremediação de efluentes urbanos e piscícolas e respostas do desempenho de crescimento de <i>Litopenaeus vannamei</i> utilizando a microalga <i>Chlorella vulgaris</i>

Lopes, Dilliani Naiane Mascena; Silva, Ana Claudia Teixeira; Oliveira, Illana Beatriz Rocha de; Santos, Susana Felix Moura dos; Fernandes, Fabiano André Narciso; Silva, José William Alves da

RESUMO

Fitorremediação, como implementação de microalgas no tratamento de efluentes, é utilizada para remover compostos nitrogenados e fósforo que podem causar eutrofização. O presente estudo avaliou a fitorremediação de águas residuárias urbanas e piscicultura e o desempenho zootécnico do Litopenaeus vannamei, usando Chlorella vulgaris. As microalgas foram cultivadas em três tratamentos (efluente da estação de tratamento de esgoto T1 STS, efluente aquícola T2 FF e T3 meio padrão (SM) Guillard f/2), conduzidos em quintuplicata para cada meio de cultura, utilizando garrafão de 20 L por 8 dias. 5 L de inóculo (25%) mais 15 L de meio de cultura, T1 STS, T2 FF e T3 SM (75% de cada) foram usados para iniciar o estudo. O experimento com camarões foi realizado com três tratamentos em quintuplicata, em delineamento inteiramente casualizado, durante 15 dias. Os animais foram mantidos em tanques de 100 L sob aeração constante, resultando em concentração acima de 5,0 mg L^{− 1} de oxigênio dissolvido, densidade de 70 animais m^-3, alimentados quatro vezes ao dia (8:00, 11 : 00, 14:00 e 16:00 h) ofertando ração comercial T1 (C-Feed) com 35% de proteína bruta, T2 e T3 com ração comercial mais adição de 5% de biomassa seca de C. vulgaris. O melhor resultado para o desempenho de algas, biomassa lipídica e remoção de nutrientes foi o FF. O aditivo com melhor desempenho foi FF-Feed. C. vulgaris possui alto potencial para remoção de nutrientes de águas residuárias, produção de biomassa e lipídios, além de aumentar a produtividade do camarão.

Termos para indexação:
Qualidade da água; remoção de nutrientes; camarão marinho.

[1] ^*Corresponding author: jose.william@ifce.edu.br, williampetrozza@gmail.com

Ingredient composition (%)	Diets
Ingredient composition (%)	C-Feed	FF-Feed	STS-Feed
Crude protein	35	35	35
Humidity	13	13	13
Crude fat	5.5	5.5	5.5
Fibrous matter	5.0	5.0	5.0
Mineral matter	12.5	12.5	12.5
Calcium	2.5	2.5	2.5
Phosphor	0.8	0.8	0.8
Dry biomass C. vulgaris	-	5.0	5.0

Time (d)	FF	STS	SM
1	0.291 ± 0.05^a	0.044 ± 0.01^b	0.243 ± 0.04^a
2	0.679 ± 0.02^a	0.363 ± 0.02^c	0.546 ± 0.05^b
3	0.627 ± 0.02^a	0.508 ± 0.03^b	0.611 ± 0.03^a
4	0.554 ± 0.03^a	0.427 ± 0.05^b	0.483 ± 0.01^b
5	0.470 ± 0.01^a	0.412 ± 0.03^b	0.433 ± 0.02^b
6	0.437 ± 0.03^a	0.382 ± 0.01^b	0.394 ± 0.02^b
7	0.358 ± 0.02^a	0.298 ± 0.01^b	0.343 ± 0.03^a

Parameter	Effluent
Parameter	FF	STS	SM
Dry biomass (g)	22.24 ± 0.205^a	16.46 ± 0.188^b	20.14 ± 0.197^a
Biomass yield (g L^-1)	1.112 ± 0.082^a	0.823 ± 0.055^b	1.007 ± 0.026^a
Biomass productivity (g L^-1 day^-1)	0.139 ± 0.005^a	0.102 ± 0.012^b	0.125 ± 0.008^a
Lipid content (%)	13.250 ± 0.731^a	8.308 ± 0.317^b	11.224 ± 0.696^a
Lipid yield (mg L^-1)	147.340 ± 0.015^a	68.375 ± 0.022^c	113.025 ± 0.018^b
Lipid productivity (mg L^-1 day^-1)	18.417 ± 0.097ª	8.547 ± 0.085^b	14.128 ± 0.076^a

Fatty acids	Effluent			Rincon et al. (2017RINCON, M. S. et al. Biomass production in Chlorella vulgaris biofilm cultivated under mixotrophic growth conditions. Algal Research , 26:153-160, 2017.)	Mohd-Sahib et al. (2017)MOHD-SAHIB, A. A. et al. Lipid for biodiesel production from attached growth Chlorella vulgaris biomass cultivating in fluidized bed bioreactor packed with polyurethane foam material. Bioresource Technology , 239:127-136, 2017.	Fazal et al. (2021FAZAL, T. et al. Integrating bioremediation of textile wastewater with biodiesel production using microalgae (Chlorella vulgaris). Chemosphere, 281:130758, 2021. )	Zheng et al. (2021)ZHENG, S. et al. Bioremediation of Pyropia-processing wastewater coupled with lipid production using Chlorella sp. Bioresource Technology , 321:124428, 2021.
Fatty acids	FF	STS	SM
Palmitic (C16:0)	7.8^c	11.2^b	39.3^a	18.15	20.4	10.64	22.28
Stearic (C18:0)	15.9ª	10.1^b	7.7^c	3.03	3.7	ND	6.22
Palmitoleic (C16:1)	13.9ª	9.5^b	6.2^c	2.71	0.4	0.43	5.34
Oleic (C18:1)	24.3^b	35.1ª	19.5^c	37.68	36.8	ND	19.51
Erucic (C22:1)	26.2ª	19.1^b	15.5^c	ND	1.2	3.49	ND
Linoleic (C18:2)	11.9^b	15.0^a	11.8^b	32.91	0.6	31.08	17.69
ΣSFA	23.7^b	21.3^b	47.0^a	21.18	24.1	10.64	30.03
ΣMUFA	64.4^a	63.7^a	41.2^b	40.39	38.4	3.92	27.58
ΣPUFA	11.9^b	15.0^a	11.8^b	32.91	ND	31.08	42.39

Parameters	Effluent
	FF			STS			SM
	Initial	Final	% Removal	Initial	Final	% Removal	Initial	Final	% Removal
Ammonia (mg L^-1)	0.088 ± 0.002	0.017 ± 0.002	80.7^a	1.486 ± 0.002	0.362 ± 0.002	75.7^a	0.220 ± 0.002	0.070 ± 0.001	68.2^b
Nitrite (mg L^-1)	0.009 ± 0.001	0.0	100.0^a	1.345 ± 0.001	0.0	100.0^a	0.010 ± 0.001	0.0	100.0^a
Nitrate (mg L^-1)	1.235 ± 0.001	0.061 ± 0.002	95,1^a	1.013 ± 0.001	0.081 ± 0.002	92.0^a	7.001 ± 0.004	0.100 ± 0.002	98.6^a
Phosphorus (mg L^-1)	2.519 ± 0.001	0.0	100.0^a	11.872 ± 0.001	3.601 ± 0.003	69.7^b	0.411 ± 0.003	0.0	100.0^a

Brasil

Brasil

Fitorremediação de efluentes urbanos e piscícolas e respostas do desempenho de crescimento de Litopenaeus vannamei utilizando a microalga Chlorella vulgaris

RESUMO

Variable	Treatment			Boyd and Tucker (2014)BOYD, C. E.; TUCKER, C. S. Handbook for aquaculture water quality. Craftmaster, Auburn, USA: Springer, 2014. 439p.
Variable	C-Feed	FF-Feed	STS-Feed
Dissolved oxygen (mg L^-1)	5.24 ± 0.001	5.25 ± 0.001	5.28 ± 0.001	5.0 - 15
Salinity	25 ± 0.014	25 ± 0.011	25 ± 0.013	2.0 - 35
pH	7.96 ± 0.001	7.93 ± 0.001	7.95 ± 0.001	7.0 - 9.0
Temperature (°C)	29.69 ± 0.005	29.87 ± 0.007	29.71 ± 0.008	25-30
Alkalinity (mg CaCO3 L^-1)	131 ± 1.569	130 ± 1.957	129 ± 1.883	> 120
Ammonia (mg L^-1)	0.18 ± 0.05	0.19 ± 0.04	0.19 ± 0.06	< 0.2
Nitrite (mg L^-1)	0.26 ± 0.05	0.28 ± 0.06	0.21 ± 0.05	< 0.3
Nitrate (mg L^-1)	1.19 ± 0.04	1.24 ± 0.05	1.22 ± 0.04	0.2 ≤ 10
Phosphorus (mg L^-1)	0.45 ± 0.05	0.40 ± 0.06	0.48 ± 0.07	< 0.5

Variable	Treatment			Boyd and Tucker (2014BOYD, C. E.; TUCKER, C. S. Handbook for aquaculture water quality. Craftmaster, Auburn, USA: Springer, 2014. 439p.)
Variable	FF	STS	SM
Dissolved oxygen (mg L^-1)	6.35 ± 0.001	6.48 ± 0.001	6.41 ± 0.001	5.0 - 15
pH	8.56 ± 0.001	8.49 ± 0.001	8.53 ± 0.001	7.0 - 9.0
Temperature (°C)	29.72 ± 0.005	29.61 ± 0.007	29.77 ± 0.008	25-30
Ammonia (mg L^-1)	0.017 ± 0.002	0.362 ± 0.002	0.070 ± 0.001	< 0.2
Nitrite (mg L^-1)	0.0	0.0	0.0	< 0.3
Nitrate (mg L^-1)	0.061 ± 0.002	0.081 ± 0.002	0.100 ± 0.002	0.2 ≤ 10
Phosphorus (mg L^-1)	0.0	3.601 ± 0.003	0.0	< 0.5

Parameters	C-Feed	FF-Feed	STS-Feed
Survival (%)	84.06 ± 0.38^a	86.37 ± 0.21^a	80.31 ± 0.27^a
Mean final weight (g)	6.28 ± 0.18^b	6.43 ± 0.17^a	6.13 ± 0.22^a
Daily weigth gain (mg day^-1)	0.05 ± 0.02^a	0.06 ± 0.01^a	0.04 ± 0.02^a
Final biomass (g)	369.52 ± 0.05^b	388.75 ± 0.03^a	344.61 ± 0.02^c
Productivity (kg m^-3)	3.69 ± 0.20^b	3.88 ± 0.31^a	3.44 ± 0.29^c
FCR	1.23 ± 0.02^a	1.24 ± 0.03^a	1.24 ± 0.04^a