Biological activity of bleached kraft pulp mill effluents before and after activated sludge and ozone treatments

A indústria de polpa kraft branqueada de eucalipto representa um dos setores mais importantes para a economia nacional, porém é responsável pela geração de grandes volumes de efluentes caracterizados pela presença significativa de matéria orgânica, parte dela recalcitrante. Estudos com ecossistemas modelos indicam uma correlação direta entre a matéria orgânica remanescente após o tratamento biológico e a atividade biológica dos efluentes no ambiente aquático, sendo a toxicidade e a atividade endócrina as principais expressões dessa atividade biológica em organismos aquáticos do corpo receptor. O presente estudo teve como objetivo quantificar a atividade biológica em um efluente de uma fábrica de celulose kraft branqueada através de ensaios de toxicidade aguda e crônica e do ensaio YES e, avaliar o efeito da ozonização na remoção da atividade biológica. Para a pesquisa foram coletados efluentes primários e secundários de uma fábrica brasileira de celulose kraft branqueada. O efluente secundário passou por um estudo de identificação da toxicidade e foi tratado com ozônio na dose de 50 mgO3 L-1. O efluente estudado não apresentou efeito tóxico agudo mediante ensaios realizados com o microcrustáceo Daphnia similis, mas apresentou efeito tóxico crônico através dos ensaios realizados com a alga verde Pseudokirchneriella subcapitata e com o microcrustáceo Ceriodaphnia dúbia. Em geral, os resultados apontam para uma remoção da toxicidade crônica após o tratamento biológico realizado na indústria, porém apesar do tratamento reduzir a toxicidade, o efluente secundário ainda apresentou efeito crônico. A toxicidade foi mais elevada para as frações de alta massa molar (AMM), nas quais se concentra a fração recalcitrante do efluente. Em alguns dias de coleta, a diluição do efluente que seria necessária para eliminar o efeito tóxico crônico era maior do que a diluição do efluente no corpo receptor. O efluente também apresentou atividade estrogênica, quantificada pelo ensaio YES. Por meio do estudo de identificação da toxicidade, foi identificada que a fração recalcitrante do efluente, que inclui lignina residual, extrativos e seus subprodutos, é responsável pela toxicidade e atividade estrogênica. A ozonização foi eficiente na remoção da atividade biológica, pois após o tratamento houve uma redução da toxidade e da atividade estrogênica do efluente secundário.The bleached eucalyptus kraft pulp industry, one of the most important sectors of the Brazilian economy, is responsible for generating large volumes of effluent that contains high organic loads, part of which is recalcitrant to conventional (biological) treatment. Studies with model ecosystems have indicated a direct correlation between organic matter remaining after biological treatment and biological activity of effluents in the aquatic environment, with toxicity and endocrine disruption being the main expressions of this biological activity in aquatic organisms present in receiving waters. The objective of the present study was to quantify the biological activity in beached kraft pulp mill effluent using acute and chronic toxicity and endocrine disruption assays and to evaluate the effect of ozonation on removal of the biological activity. To this end, primary and secondary effluents were collected at a Brazilian bleached kraft pulp mill. The secondary effluent underwent a toxicity identification evaluation and was treated with 50 mgO3 L-1. The primary and secondary effluents presented no acute toxicity to the microcrustacean Daphnia similis, but presented chronic toxicity towards the green alga Pseudokirchneriella subcapitata and the microcrustacean Ceriodaphnia dúbia. In general, chronic toxicity was reduced during biological treatment in the mill´s activated sludge effluent tretament plant, although the secondary effluent still presented chronic toxicity. Toxicity was higher in the high molar mass effluent fractions that contain the recalcitrant organic matter. On some collection dates, the effluent dilution necessary to eliminate the chronic toxicity effect was higher than the dilution occurring through effluent discharge to the receiving waters. The primary and secondary effluents also presented estrogenic activity, as quantified in the YES assay. Through the toxicity identification evaluation study, it was found that the recalcitrant organic matter, that includes residual lignin, extractives and their byproducts, is responsible for the estrogenic activity. Ozone treatment of the secondary effluent reduced its toxicity and estrogenic activity.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superio