Cogumelos em vez de químicos: Pleurotus limpa águas residuais de medicamentos.

Os antidepressivos e outros psicofármacos não “desaparecem” quando são ingeridos ou deitados na sanita. Acabam por surgir como resíduos nas lamas de depuração, que, depois de tratadas, são aplicadas em campos agrícolas como fertilizante. Uma equipa de investigação da Universidade Johns Hopkins mostra agora que certos fungos conseguem degradar uma grande parte destes compostos - diretamente nas próprias lamas de depuração, isto é, em condições reais.

Fungos de podridão branca como “equipa de limpeza” química na ETAR

As ETAR (estações de tratamento de águas residuais) conseguem remover muitos contaminantes relevantes: microrganismos patogénicos, uma fatia substancial de metais pesados e parte dos nutrientes. Já com as moléculas altamente complexas de muitos medicamentos modernos, o desempenho é bastante mais limitado. Antidepressivos, tranquilizantes e hipnóticos foram concebidos para se manterem estáveis no organismo durante bastante tempo - e, no tratamento de águas residuais, tendem a revelar uma robustez semelhante.

O subproduto do tratamento, as lamas de depuração ricas em nutrientes, é sujeito a etapas adicionais e convertido em produtos de lama, usados como fertilizante ou correctivo do solo em áreas agrícolas. É precisamente aí que voltam a aparecer vestígios de medicamentos - muitas vezes ligados a matéria orgânica, mas ainda quimicamente activos.

"Fungos de podridão branca como o cogumelo ostra e a trameta-versicolor não degradam apenas madeira, mas também moléculas de fármacos estáveis."

Com base nesta ideia, a equipa das áreas de saúde ambiental e engenharia, em Baltimore, testou uma abordagem pouco comum: fungos de podridão branca, conhecidos no dia a dia como cogumelos comestíveis e medicinais. Duas espécies estiveram no centro do trabalho:

• Pleurotus ostreatus - o conhecido cogumelo ostra
  
• Trametes versicolor - também chamada trameta-versicolor, “Turkey Tail” ou “cauda de peru”

Ambos são reconhecidos pela capacidade de degradar lignina, o componente resistente que dá rigidez à madeira. Para o fazer, libertam enzimas que não actuam apenas sobre um único alvo químico, mas sobre um leque amplo de moléculas. Essa actuação “pouco específica” é exactamente o que torna estes fungos interessantes para remover resíduos farmacêuticos.

Nove psicofármacos postos à prova em lamas de depuração

Para o ensaio, os investigadores misturaram lamas de depuração reais, provenientes de uma instalação municipal, com nove substâncias activas típicas da classe dos psicofármacos. Entre elas, estavam antidepressivos amplamente usados, como citalopram e trazodona, além de outras substâncias psicoactivas frequentemente detectadas em águas residuais.

Em seguida, deixaram os fungos crescer directamente sobre esse material durante um período de até 60 dias. Em paralelo, realizaram testes comparativos em soluções nutritivas líquidas sem lamas, para avaliar até que ponto as “condições de laboratório num frasco” se afastam do comportamento observado em lamas reais.

Com espectrometria de massa de alta resolução, a equipa acompanhou a evolução das concentrações dos medicamentos ao longo do tempo e identificou novos produtos de degradação gerados durante o processo.

Redução expressiva das substâncias activas

Os resultados foram bastante inequívocos: as duas espécies degradaram de forma marcada oito dos nove compostos testados. A redução variou entre cerca de 50% e o desaparecimento quase completo de algumas substâncias ao fim de dois meses. O cogumelo ostra destacou-se, removendo mais de 90% da quantidade inicial em vários antidepressivos.

"Os fungos não se limitam a reter os medicamentos - desmantelam-nos quimicamente em componentes mais pequenos, na maioria dos casos menos tóxicos."

As análises também indicam que não se trata apenas de “adsorção” ao material orgânico. As enzimas dos fungos alteram efectivamente as moléculas. Foram detectados mais de 40 produtos de degradação diferentes. Entre as transformações observadas, surgiram padrões típicos das enzimas de podridão branca, como a fragmentação em unidades menores e a incorporação de átomos de oxigénio.

Porque é tão importante testar em lamas reais

Muitos estudos sobre remoção de medicamentos no ambiente são feitos em meios laboratoriais idealizados - muitas vezes líquidos transparentes, sem lamas, solo ou outros factores de interferência. Este trabalho evidencia como esses resultados podem ser enganadores.

Alguns dos compostos avaliados comportaram-se de forma claramente distinta em meio líquido face às lamas de depuração autênticas: em certos casos, a degradação foi superior nas lamas; noutros, inferior. Ou seja, a mistura complexa de matéria orgânica, microrganismos e nutrientes altera de modo relevante aquilo que os fungos conseguem fazer.

Foi precisamente por isso que a equipa optou por trabalhar com um material “real” de operação: estas lamas tratadas acabam, na prática, por ser aplicadas em solos agrícolas, onde os vestígios de fármacos entram em contacto com o solo, as plantas e a água da chuva.

Menor risco para pessoas e ecossistemas

Há um ponto crítico: se os medicamentos forem apenas transformados em outras substâncias igualmente problemáticas, o problema não fica resolvido - apenas muda de forma. Para evitar essa armadilha, os investigadores recorreram a um módulo de avaliação da agência ambiental dos EUA para estimar a toxicidade dos produtos de degradação.

Segundo essa análise, a maior parte das novas moléculas apresenta toxicidade inferior à dos medicamentos originais. Isso reforça a ideia de que a degradação por fungos tende a reduzir o risco global, em vez de se limitar a trocar um nome químico por outro.

"Mesmo vestígios muito baixos de psicofármacos podem ser biologicamente activos - por isso, há muito que são considerados “micropoluentes preocupantes” no ciclo da água."

“Mycoaugmentation”: um novo elemento no tratamento de lamas de depuração com fungos

Na literatura técnica, esta abordagem é conhecida por Mycoaugmentation - a introdução deliberada de fungos para descontaminar materiais. Uma vantagem óbvia: os fungos de podridão branca já existem na natureza, crescem em madeira, palha, casca e outros substratos sólidos, e exigem relativamente pouca energia adicional.

Daqui resultam várias possibilidades de aplicação para operadores de ETAR:

• Reactores com fungos, onde as lamas de depuração são colonizadas por micélio antes de serem aplicadas no solo
  
• Pavilhões de tratamento, onde a lama é amontoada e arejada como composto, sendo inoculada com fungos
  
• Integração com compostagem existente, permitindo tratar resíduos orgânicos e, ao mesmo tempo, promover a degradação de medicamentos

Embora estes fungos necessitem de algum tempo para colonizar o material, os ensaios mostram que, em apenas dois meses, já surgem efeitos claros nas concentrações de fármacos.

Que questões continuam em aberto

Antes de bioreactores com fungos serem integrados em larga escala no funcionamento das ETAR, ainda há temas por resolver. Um deles é a estabilidade do processo quando a qualidade das lamas varia muito. Outro é a necessidade de definir com precisão, em contexto técnico, a temperatura, humidade e ventilação ideais - parâmetros que equipas de engenharia terão de optimizar.

Além disso, nem todas as classes de medicamentos reagem da mesma forma. Serão necessários mais testes com analgésicos, antibióticos e hormonas, que também podem ser detectados em lamas de depuração. Em particular, resíduos hormonais associados a contraceptivos ou a determinadas terapias oncológicas são apontados há anos como potenciais perturbadores de ecossistemas.

Porque é que os resíduos de medicamentos no solo nos dizem respeito

Ainda não existe uma prova directa de que os fármacos presentes nas lamas de depuração regressem ao prato em quantidades relevantes através das plantas. Apesar disso, acumulam-se indícios de que algumas culturas conseguem absorver certas substâncias activas quando crescem em solos fertilizados com lamas ou quando são regadas com águas residuais tratadas.

Em simultâneo, organismos aquáticos podem ser muito sensíveis aos psicofármacos. Mesmo traços na ordem de poucos nanogramas podem alterar o comportamento de peixes ou influenciar a reprodução de organismos microscópicos. Também microrganismos do solo - essenciais para os ciclos de nutrientes - podem ser perturbados por este tipo de compostos.

"As lamas de depuração são consideradas um recurso valioso - a tecnologia com fungos pode ajudar a tornar esse recurso mais limpo e mais aceitável."

O que significa, afinal, “fungos de podridão branca”

Chamam-se fungos de podridão branca porque degradam a madeira de forma a deixar estruturas claras e fibrosas. Não se limitam a atacar a celulose: conseguem também decompor a lignina, um polímero resistente que muitos outros microrganismos quase não conseguem degradar. As mesmas enzimas que quebram esses polímeros da madeira podem igualmente abrir caminho em outras moléculas orgânicas complexas - de corantes a pesticidas.

No quotidiano, encontramos estes fungos como cogumelos de consumo ou uso tradicional. O cogumelo ostra é comum no retalho alimentar, e a trameta-versicolor é comercializada em contextos de fitoterapia. Em laboratório, porém, funcionam sobretudo como ferramentas bioquímicas, mais do que como alimento.

Perspectivas práticas para municípios e agricultores com tratamento de lamas com fungos de podridão branca

Para os municípios, esta linha de investigação acrescenta um novo componente ao debate sobre economia circular de nutrientes. As lamas de depuração fornecem azoto, fósforo e matéria orgânica - mas transportam também micropoluentes indesejados. Uma etapa adicional de tratamento com fungos pode ajudar a aumentar a aceitação do uso agrícola.

Os agricultores beneficiam de solos melhorados, mas evitam riscos que possam associar produtos agrícolas a resíduos difíceis de explicar ao mercado. À medida que os fertilizantes minerais se tornam mais caros, as lamas de depuração ganham relevância como recurso - e, com isso, soluções mais limpas para micropoluentes passam a ter ainda maior peso.

A longo prazo, pode emergir uma combinação de tecnologias: carvão activado, ozonização ou processos por membranas no tratamento de águas, complementados por sistemas fúngicos aplicados às lamas. Precisamente por exigirem pouca energia, os fungos encaixam bem em estratégias que procuram equilibrar custos e impacto climático.