Fungos de podridão branca degradam medicamentos nas lamas de ETAR, estudo da Johns Hopkins University

O que desaparece pelo ralo não deixa, há muito, de existir. Muitos fármacos atuais resistem a várias etapas de tratamento nas estações de tratamento de águas residuais (ETAR) e voltam a surgir mais tarde nas lamas de ETAR, que acabam por ser aplicadas como fertilizante em campos agrícolas. Um grupo de investigação da Johns Hopkins University mostra agora que certos fungos degradadores de madeira conseguem decompor estes princípios ativos com uma eficácia surpreendente - ajudando a mitigar um problema ambiental que continua longe de estar resolvido.

Resíduos farmacêuticos escondidos no “bom” fertilizante

As lamas de ETAR - designadas, tanto nos EUA como na Europa, por “biossólidos” - são frequentemente encaradas como um recurso com valor. Têm muito azoto, fósforo e matéria orgânica, contribuindo para recuperar solos empobrecidos. No entanto, trazem consigo um extra indesejado: vestígios de medicamentos, com destaque para substâncias psicoativas, como antidepressivos.

Estes compostos chegam ao ambiente por duas vias principais: através da urina e das fezes de doentes, mas também por comprimidos mal descartados, que acabam na sanita ou no lava-loiça. As ETAR convencionais removem microrganismos patogénicos e grande parte dos metais presentes na água. Já várias substâncias orgânicas complexas passam, em grande medida, pelo sistema.

As substâncias psicoativas são concebidas para se manterem estáveis no corpo humano - e é precisamente isso que as torna tão persistentes no ambiente.

Ainda não é totalmente claro até que ponto estes resíduos chegam, no fim, ao prato. Há estudos que mostram que as plantas podem absorver determinados fármacos a partir de solos tratados com lamas de ETAR. Se essa absorção se traduz em passagem para alimentos em quantidades relevantes continua por esclarecer. Ainda assim, especialistas classificam-nos como “substâncias preocupantes”, porque doses muito baixas podem ter efeitos psicoativos e porque organismos aquáticos sensíveis reagem a concentrações reduzidas.

Porque é que os fungos de podridão branca são tão promissores

A equipa do departamento de saúde ambiental e engenharia partiu de um princípio conhecido da decomposição da madeira: os chamados fungos de podridão branca. Estes organismos degradam a lenhina, um componente estrutural duro que dá rigidez à madeira. A lenhina é considerada extremamente difícil de biodegradar; por isso, quem consegue “desmontá-la” tende também a lidar bem com muitas outras moléculas complexas.

O trabalho centrou-se em duas espécies familiares a jardineiros amadores e entusiastas de cogumelos:

• Pleurotus ostreatus - mais conhecido como cogumelo ostra
• Trametes versicolor - frequentemente referido como “Turkey Tail”

Em ambos os casos, os fungos libertam enzimas para o meio à sua volta. Essas enzimas não estão focadas num único alvo; atacam várias moléculas que encaixam no seu “perfil” químico. É precisamente esta “capacidade de largo espetro” que os torna atrativos para tratar lamas de ETAR, onde coexistem muitos princípios ativos diferentes.

Como foi feito o ensaio com fungos em lamas de ETAR

Para o estudo, a equipa recolheu lamas de uma instalação municipal e adicionou propositadamente nove medicamentos psicoativos frequentes, incluindo antidepressivos comuns como Citalopram e Trazodon. De seguida, os fungos cresceram diretamente sobre esse material durante um período até 60 dias.

Em paralelo, foram realizados ensaios de comparação em meios nutritivos líquidos, sem lamas de ETAR. Assim, foi possível perceber se o desempenho de degradação mudava entre a realidade “suja” e as condições laboratoriais mais controladas.

Com espectrometria de massa de alta resolução, os investigadores acompanharam ao longo do tempo as alterações nas concentrações dos medicamentos e identificaram os produtos de degradação gerados.

Taxas de degradação elevadas ao fim de dois meses

Os dois fungos revelaram uma eficácia notável. Os principais resultados foram:

• Ambos degradaram claramente oito dos nove fármacos testados.
• Dependendo da substância, as taxas de degradação situaram-se, na maioria dos casos, entre cerca de 50 % e a remoção quase total após 60 dias.
• O cogumelo ostra destacou-se em vários casos, alcançando taxas superiores a 90 % para alguns antidepressivos.

Os fungos não se limitam a “estacionar” os medicamentos; eles desagregam-nos quimicamente em componentes menores e, na maioria das vezes, menos problemáticos.

A partir dos fragmentos moleculares medidos, a equipa identificou mais de 40 produtos de degradação distintos. Entre as transformações observadas, sobressaíram duas: a fragmentação de moléculas grandes em unidades menores e a introdução de grupos com oxigénio. Ambas as reações são coerentes com o repertório enzimático conhecido dos fungos de podridão branca.

O problema diminui mesmo - ou apenas muda de forma?

Uma das questões centrais da química ambiental é saber se, ao degradar um contaminante, se obtém de facto algo menos nocivo - ou se se cria apenas um novo “cocktail” de substâncias desconhecidas, potencialmente tão preocupantes quanto o original.

Para abordar essa dúvida, a equipa recorreu a uma ferramenta de avaliação de perigos da agência ambiental dos EUA, a EPA. Com esse recurso, estimaram-se parâmetros como toxicidade, persistência e potencial de bioacumulação dos produtos de degradação.

A avaliação inicial foi encorajadora: para a maioria dos fragmentos identificados, o modelo indicou um potencial de risco inferior ao dos medicamentos de partida. Ou seja, o tratamento com fungos tenderá a reduzir o risco global, em vez de apenas deslocar o problema para outra forma.

Do laboratório para a ETAR: quão viável é na prática?

O estudo evidenciou um ponto importante: os medicamentos não se comportam do mesmo modo em lamas de ETAR reais e em soluções laboratoriais límpidas. Em algumas amostras com biossólidos, certos compostos foram até mais degradados do que em cultura líquida. Estas diferenças sublinham que é essencial testar em condições próximas do terreno.

Ao mesmo tempo, o caminho de aplicação parece pragmático. Os fungos de podridão branca crescem naturalmente em substratos sólidos - troncos, aparas de madeira, palha. Por isso, as lamas de ETAR podem funcionar relativamente bem como um “canteiro de fungos” antes de seguirem para os campos.

Cenários plausíveis para ETAR e entidades de gestão de resíduos incluem:

• uma fase adicional de maturação/compostagem, na qual as lamas são inoculadas com micélio
• reatores fixos com substratos de madeira, colonizados por fungos e alimentados com lamas
• integração do tratamento fúngico em linhas já existentes de secagem ou compostagem

Face a abordagens térmicas ou estritamente químicas, o consumo de energia seria baixo. Para crescerem, os fungos precisam sobretudo de tempo, temperaturas adequadas e algum oxigénio.

Oportunidades, limites e riscos da “micoaumentação”

Este tipo de intervenção é muitas vezes designado por “micoaumentação”: o uso dirigido de fungos para descontaminar materiais. A atratividade está na simplicidade e no aproveitamento de processos naturais. Mesmo assim, antes de escalar a solução, há questões a resolver.

Entre elas:

• Até que ponto as culturas de fungos mantêm desempenho consistente com variações sazonais e diferenças na qualidade das lamas?
• Que resíduos ficam retidos na biomassa fúngica e como deve essa biomassa ser valorizada ou eliminada no final?
• Como interagem os fungos com outros microrganismos presentes nas lamas - potenciam ou limitam a degradação?
• Em operação real (e não apenas em laboratório), quanto diminuem efetivamente os riscos para organismos aquáticos e para as pessoas?

A questão do destino da biomassa é particularmente sensível: o cogumelo ostra é, em princípio, comestível. Porém, quando é utilizado para tratar lamas de ETAR, deixa de ser apropriado para consumo e poderá ter interesse sobretudo como combustível ou como melhorador do solo, sempre sob condições controladas.

O que consumidores e municípios já podem fazer

Apesar de abrir uma via promissora para operadores de ETAR, este trabalho não retira responsabilidade à sociedade nem aos indivíduos. Quanto menos medicamentos entrarem nas águas residuais, mais fácil será tratar o que sobra.

Algumas medidas práticas incluem:

• nunca descartar medicamentos pela sanita ou pelo lava-loiça; encaminhá-los para farmácias ou pontos de recolha municipais
• em terapêuticas crónicas, rever periodicamente com médicas e médicos se as dosagens continuam adequadas - cada comprimido desnecessário terá depois de ser eliminado
• os municípios podem lançar campanhas de informação e reforçar a rede de recolha
• apoiar de forma direcionada a investigação e unidades-piloto de processos biológicos de tratamento

Em paralelo, químicos ambientais trabalham em fármacos com melhor biodegradabilidade: compostos que atuem no organismo e depois se decomponham mais rapidamente. Sistemas com fungos, como os testados pela Johns Hopkins University, podem tornar-se uma peça importante para retirar do ciclo de materiais os resíduos que persistirem.

Porque é que os fungos estão a ganhar espaço na engenharia ambiental

A aplicação de fungos de podridão branca não se limita às lamas de ETAR. Estratégias semelhantes estão a ser exploradas para pesticidas, corantes da indústria têxtil ou resíduos de óleos usados. As enzimas destes organismos são notavelmente robustas e, em alguns casos, podem até ser usadas isoladamente, sem necessidade de cultivar o fungo completo.

Isto pode ser especialmente vantajoso em regiões com orçamentos limitados: instalações baseadas em fungos podem operar com materiais simples e sem química de alta complexidade. Já em países industrializados com padrões ambientais exigentes, estes sistemas podem funcionar como uma etapa adicional de segurança - uma espécie de “acabamento fino” biológico depois de a tecnologia convencional remover a maior parte da carga poluente.

O trabalho da equipa da Johns Hopkins University sugere que um tema aparentemente discreto pode transformar-se num componente estratégico de políticas ambientais modernas: culturas de fungos como barreira entre a ETAR e o campo agrícola, reduzindo de forma significativa o fluxo de resíduos farmacêuticos antes de estes entrarem na cadeia alimentar.