Apesar do alto e significativo índice de sucesso dos implantes osseointegráveis, fracassos podem ser acarretados por diversos fatores, tais como falhas cirúrgicas, protéticas, trauma oclusal e por infecções nos tecidos ao redor do implante. As lesões inflamatórias desenvolvidas ao redor de implantes são conhecidas coletivamente como doença peri-implantar, que possui um papel muito importante na falência de implantes, sendo considerada uma das principais causas. O objetivo deste trabalho foi analisar a ação antibacteriana de filme nanoestruturado com partículas de prata aplicado em superfície de titânio de componentes protéticos conectados a implantes, em relação às bactérias predominantes na infecção peri-implantar. Para avaliar a ação antibacteriana do filme nanoestruturado com partículas de prata foi realizado teste microbiológico com cepas de Aggregatibacter actinomycetemcomitans (ATCC 43719), Fusobacterium nucleatum (ATCC 25586) e Porphyromonas gingivalis (ATCC 33277). Discos de titânio sem tratamento formaram o grupo controle (Ti) e discos com filme nanoestruturado com partículas de prata, o grupo teste (NT-Ag). Cada teste foi realizado em triplicata e repetido por três ocasiões separadas. Após 48 horas de incubação dos discos em caldo de infusão de cérebro e coração (BHI), previamente inoculado com as cepas, a 37 °C, em anaerobiose, os discos foram então retirados e colocados em um tubo contendo solução tampão fosfato-salina (PBS) e centrifugados por 1 minuto em aparelho tipo vortex. O PBS foi diluído em série até 1:100.000, distribuído em placas de ágar sangue e essas foram incubadas por 48 horas, a 37ºC, em anaerobiose e então foi feita a contagem de colônias sobre as placas para posterior calculo das unidades formadoras de colônia (UFC). A análise da adesão bacteriana foi realizada com cepas de Aggregatibacter actinomycetemcomitans (ATCC 43719), Fusobacterium nucleatum (ATCC 25586) e Porphyromonas gingivalis (ATCC 33277), através da leitura dos discos em microscópio eletrônico de varredura Leo 43, após imersão dos discos em BHI inoculado. O teste antibacteriano, realizado com Aggregatibacter actinomycetemcomitans, apresentou valor médio de UFC/mL do grupo teste (NT-Ag) semelhante ao obtido do grupo controle (Ti), não havendo diferença estatística (p<0,01) entre eles. Os testes realizados com Fusobacterium nucleatum e Porphyromonas gingivalis não apresentaram crescimento bacteriano, na etapa de leitura das placas, para os dois grupos, controle (Ti) e teste (NT-Ag). As imagens obtidas, através do microscópio eletrônico de varredura (MEV), demonstraram uma notável redução da adesão bacteriana, nos discos com filme nanoestruturado com partículas de prata (NT-Ag), em comparação com as imagens do grupo controle (Ti), para todas as cepas, porém não são conclusivas. O filme nanoestruturado com partículas de prata não foi efetivo na redução da adesão de A. actinomycetemcomitans. / Despite the high and significant success rate of dental implants, failures can be posed by various factors such as surgical and prosthetic failures, oclusal trauma and infections in the tissues around the implant. The inflammatory lesions developed around implants are collectively known as peri-implant disease, which has a very important role in implant failure and is considered one of the main causes. The aim of this study was to evaluate the antibacterial activity of nanostructured film with silver particles, applied on abutments connected to implants, in relation to the predominant bacteria in peri-implant infection. To evaluate the antibacterial activity of the nanostructured film, microbiological tests were performed with strains of Aggregatibacter actinomycetemcomitans (ATCC 43719), Fusobacterium nucleatum (ATCC 25586) and Porphyromonas gingivalis (ATCC 33277). Untreated titanium discs were the control group (Ti) and discs with the nanostructured film with silver particles formed the test group (NT-Ag). Each test was run in triplicate and repeated on three separate occasions. After 48 hours of discs incubation in brain heart infusion broth (BHI), previously inoculated with the strains, at 37 °C, under anaerobic conditions, the discs were then removed and placed in a tube containing phosphate buffered saline solution (PBS) and vortexed for 1 minute. The PBS was serially diluted up to 1:100,000, distributed in blood agar plates and incubated for 48 hours, at 37 ° C in anaerobiosis and then colonies were counted for subsequent calculation of colony forming units (CFU). The analysis of bacterial adhesion was performed with strains of Aggregatibacter actinomycetemcomitans (ATCC 43719), Fusobacterium nucleatum (ATCC 25586) and Porphyromonas gingivalis (ATCC 33277) by reading the discs surface in a scanning electron microscope Leo 43, after immersion of the discs on inoculated BHI. The antibacterial test, performed with Aggregatibacter actinomycetemcomitans, obtained CFU/mL medium value from the test group (NT-Ag) similar to the obtained in the control group (Ti), showing no statistical difference (p <0.01) between them. The tests performed with Fusobacterium nucleatum and Porphyromonas gingivalis showed no bacterial growth, in plates reading step, for both groups, control (Ti) and test (NT-Ag). The images obtained by scanning electron microscopy showed a remarkable reduction of bacterial adhesion, on discs with nanostructured film with silver particles (NT-Ag), when compared to the images of the control group (Ti), for all strains, but they were not conclusive. The nanostructured film with silver particles was not effective in reducing bacterial adhesion of A. actinomycetemcomitans.

O estudo sobre a comunidade microbiana de um sistema de tratamento biológico de águas residuárias é de particular interesse, uma vez que o conhecimento da microbiologia do processo pode levar ao aperfeiçoamento de projetos e ao aumento da eficiência dos sistemas. Este trabalho avaliou a atividade microbiana, particularmente a metanogênica, na lagoa de estabilização anaeróbia da estação de tratamento de esgotos sanitários do município de Cajati - SP. Para isso adotou a taxonomia polifásica na caracterização dos microrganismos e de seus aspectos funcionais, buscando o conhecimento da diversidade dos microrganismos e suas relações nesse tipo de sistema anaeróbio. Objetivou também contribuir para o estabelecimento de um protocolo seguro na realização dos ensaios de atividade metanogênica específica (AME). Os estudos foram realizados com amostras dos sedimento da lagoa coletadas em três períodos diferentes, a saber: outubro/2003, outubro/2004 e dezembro/2004. Durante as amostragens foram determinadas variáveis abióticas como temperatura, condutividade, pH, potencial de óxido-redução e teor de oxigênio dissolvido. Medidas do conteúdo de sólidos totais e voláteis (SV) foram também realizadas. A avaliação da atividade microbiana foi feita por exames microscópicos de contraste de fase e fluorescência, AME, determinação do DNAtotal, FISH - hibridização in-situ com sondas fluorescentes e DGGE - eletroforese em gel com gradiente linear de agentes desnaturantes. Também procedeu-se a contagem de protozoários e análise da presença de algas e cianobactérias. Os resultados revelaram que ocorreu variação nas condições do processo biológico nos períodos amostrados, sendo que em outubro/2004, durante período de fortes chuvas e ventos, a eficiência na redução da DBO foi apenas 18,2%. Nesse período, constatou-se organismos como algas do gênero Chorella sp e cianobactérias do gênero Merismopedia sp. Nas demais coletas a remoção da matéria orgânica medida em DBO foi superior a 80%, com boa atividade anaeróbia. Os resultados mostraram que a relação So/Xo de 0,25 gDQO/g SV foi a mais adequada para determinar o valor de AME, e os ensaios com as amostras de outubro/2003 e dezembro/2004 revelaram valores de AME na faixa de 0,85 a 0,21 mg\'CH IND.4\'/gSV.d. Constatou-se a ocorrência de alterações na estrutura da comunidade microbiana inicial em relação à final do experimento de AME, por meio do DGGE. Verifcou-se também nesses ensaios, que o conteúdo de SV inicial variou entre amostras e substratos, conferindo alta variabilidade ao teste. Os perfís de DGGE das amostras coletadas revelaram variação na estrutura das comunidades microbianas no sedimento, e maior diversidade de bactérias e arquéias quando a lagoa anaeróbia apresentava boa eficiência na redução da DBO. A técnica FISH como adotada não foi eficaz para quantificar e identificar os microrganismos devido ao excesso de hibridizações inespecíficas. Mesmo com suas limitações, a técnica FISH revelou a presença de microrganismos dos Domínios Bacteria e Archaea. Nesse caso, a Família Methanobacteriaceae, a ordem Methanomicrobiales e o gênero Methanosaeta sp. foram confirmados. Nas diferentes coletas, foram identificados protozoários dos gêneros Paramecium sp. e Vorticella sp., e rotíferos dos gêneros Brachionus sp., Trichocerca sp., Synchaeta sp. e Keratella sp. / Microbial diversity studies have remarkable relevance since the knowledge about the microbiology of process can improve plants and system efficiency. This work assessed microbial activity, specially methanogenic, at anaerobic pond for domestic wastewater treatment in the city of Cajati, São Paulo State, Brazil. Poliphasic taxonomy was adopted in onder to contribute to the understanding of microbial community diversity and functionality. As well as to contribute for the establishment of a protocol to the specific methanogenic activity test (SMA). Three periods of sampling were done at the sediment of the anaerobic pond (october 2003, october 2004 and december 2004). Abiotic variables as temperature, conductivity, pH, dissolved oxygen and redox potential were measured at sampling time. TS and VS contents were determined in the samples. Microbial studies were done by observation on optical and fluorescent microscopy, analyse of SMA, totalDNA quantitation, counting of protozoa, analyze of algal and cyanobacteria presence, as well as application of two molecular techniques: Fluorescent in-situ Hybridization (FISH) and Denaturing Gradient Gel Electrophoresis (DGGE). Results showed that general conditions of the anaerobic pond changed among samplings. On October 2004, when the rain and wind were very strong, the organic matter removal efficiency (BOD basis) in the anaerobic pond was low (18.2%) and predominant microorganisms were of aerobic algae, as Chorella sp, and the blue-green algae Merismopedia sp. On the other hand, the removal of organics at other two samplings was more than 80% and the anaerobic microbial activity was verified in the sample. SMA tests showed the food/microorganism rate (F/M) of 0.25 gDQO/g VS was the most suitable to the samples. The results showed SMA values between 0.85 and 0.21 mg\'CH IND.4\'/gVS.d for samples of October 2003 and October 2004. SMA test induced modifications in the structure of the microbial community according to DGGE-profile. In addition, VS content, which was used in the SMA tests as biomass measurement, displayed variable behavior making test results difficult to interpret in some situations. DGGE-profile showed variation in the sediment community structure. Higher bacterial and archaeal diversity was observed when anaerobic pond showed 80%, or more, of DBO removal. FISH technique was not a suitable method to secure quantification and identification of the microorganisms from in excess. In spite of the technique limitations, it was possible to identify microorganisms of Bacteria Domain, Archaea Domain, Methanobacteriaceae Family, Methanomicrobiales Order, and microorganisms belonging to Methanosaeta genus. Paramecium and Vorticella were the protozoans identified in all samplings. Rotifers belonging to genders Brachionus, Trichocerca, Synchaeta and Keratella were also observed.

Apesar do alto e significativo índice de sucesso dos implantes osseointegráveis, fracassos podem ser acarretados por diversos fatores, tais como falhas cirúrgicas, protéticas, trauma oclusal e por infecções nos tecidos ao redor do implante. As lesões inflamatórias desenvolvidas ao redor de implantes são conhecidas coletivamente como doença peri-implantar, que possui um papel muito importante na falência de implantes, sendo considerada uma das principais causas. O objetivo deste trabalho foi analisar a ação antibacteriana de filme nanoestruturado com partículas de prata aplicado em superfície de titânio de componentes protéticos conectados a implantes, em relação às bactérias predominantes na infecção peri-implantar. Para avaliar a ação antibacteriana do filme nanoestruturado com partículas de prata foi realizado teste microbiológico com cepas de Aggregatibacter actinomycetemcomitans (ATCC 43719), Fusobacterium nucleatum (ATCC 25586) e Porphyromonas gingivalis (ATCC 33277). Discos de titânio sem tratamento formaram o grupo controle (Ti) e discos com filme nanoestruturado com partículas de prata, o grupo teste (NT-Ag). Cada teste foi realizado em triplicata e repetido por três ocasiões separadas. Após 48 horas de incubação dos discos em caldo de infusão de cérebro e coração (BHI), previamente inoculado com as cepas, a 37 °C, em anaerobiose, os discos foram então retirados e colocados em um tubo contendo solução tampão fosfato-salina (PBS) e centrifugados por 1 minuto em aparelho tipo vortex. O PBS foi diluído em série até 1:100.000, distribuído em placas de ágar sangue e essas foram incubadas por 48 horas, a 37ºC, em anaerobiose e então foi feita a contagem de colônias sobre as placas para posterior calculo das unidades formadoras de colônia (UFC). A análise da adesão bacteriana foi realizada com cepas de Aggregatibacter actinomycetemcomitans (ATCC 43719), Fusobacterium nucleatum (ATCC 25586) e Porphyromonas gingivalis (ATCC 33277), através da leitura dos discos em microscópio eletrônico de varredura Leo 43, após imersão dos discos em BHI inoculado. O teste antibacteriano, realizado com Aggregatibacter actinomycetemcomitans, apresentou valor médio de UFC/mL do grupo teste (NT-Ag) semelhante ao obtido do grupo controle (Ti), não havendo diferença estatística (p<0,01) entre eles. Os testes realizados com Fusobacterium nucleatum e Porphyromonas gingivalis não apresentaram crescimento bacteriano, na etapa de leitura das placas, para os dois grupos, controle (Ti) e teste (NT-Ag). As imagens obtidas, através do microscópio eletrônico de varredura (MEV), demonstraram uma notável redução da adesão bacteriana, nos discos com filme nanoestruturado com partículas de prata (NT-Ag), em comparação com as imagens do grupo controle (Ti), para todas as cepas, porém não são conclusivas. O filme nanoestruturado com partículas de prata não foi efetivo na redução da adesão de A. actinomycetemcomitans. / Despite the high and significant success rate of dental implants, failures can be posed by various factors such as surgical and prosthetic failures, oclusal trauma and infections in the tissues around the implant. The inflammatory lesions developed around implants are collectively known as peri-implant disease, which has a very important role in implant failure and is considered one of the main causes. The aim of this study was to evaluate the antibacterial activity of nanostructured film with silver particles, applied on abutments connected to implants, in relation to the predominant bacteria in peri-implant infection. To evaluate the antibacterial activity of the nanostructured film, microbiological tests were performed with strains of Aggregatibacter actinomycetemcomitans (ATCC 43719), Fusobacterium nucleatum (ATCC 25586) and Porphyromonas gingivalis (ATCC 33277). Untreated titanium discs were the control group (Ti) and discs with the nanostructured film with silver particles formed the test group (NT-Ag). Each test was run in triplicate and repeated on three separate occasions. After 48 hours of discs incubation in brain heart infusion broth (BHI), previously inoculated with the strains, at 37 °C, under anaerobic conditions, the discs were then removed and placed in a tube containing phosphate buffered saline solution (PBS) and vortexed for 1 minute. The PBS was serially diluted up to 1:100,000, distributed in blood agar plates and incubated for 48 hours, at 37 ° C in anaerobiosis and then colonies were counted for subsequent calculation of colony forming units (CFU). The analysis of bacterial adhesion was performed with strains of Aggregatibacter actinomycetemcomitans (ATCC 43719), Fusobacterium nucleatum (ATCC 25586) and Porphyromonas gingivalis (ATCC 33277) by reading the discs surface in a scanning electron microscope Leo 43, after immersion of the discs on inoculated BHI. The antibacterial test, performed with Aggregatibacter actinomycetemcomitans, obtained CFU/mL medium value from the test group (NT-Ag) similar to the obtained in the control group (Ti), showing no statistical difference (p <0.01) between them. The tests performed with Fusobacterium nucleatum and Porphyromonas gingivalis showed no bacterial growth, in plates reading step, for both groups, control (Ti) and test (NT-Ag). The images obtained by scanning electron microscopy showed a remarkable reduction of bacterial adhesion, on discs with nanostructured film with silver particles (NT-Ag), when compared to the images of the control group (Ti), for all strains, but they were not conclusive. The nanostructured film with silver particles was not effective in reducing bacterial adhesion of A. actinomycetemcomitans.

A Drenagem Ácida de Minas (DAM) é um sério problema de contaminação ambiental presente nas indústrias de mineração devido ao baixo pH, alta concentração de sulfato e de metais dissolvidos encontrados nesta água residuária. O tratamento biológico da DAM tem sido empregado em substituição ao processo físico-químico tradicional devido à alta eficiência obtida nestes biorreatores, que realizam a redução dos íons sulfato em sulfeto, através das bactérias redutoras de sulfato (BRS), na presença matéria orgânica e condições anaeróbias. Uma alternativa para o tratamento biológico da DAM consiste na biorremediação utilizando BRS autóctones, que garante uma maior segurança ambiental, redução de custos e melhor adaptabilidade. Este trabalho estudou o potencial de BRS autóctones para remoção de sulfato em reatores tipo batelada anaeróbios comparando-se duas fontes de inóculo. Uma biomassa autóctone (AUT), derivada de cultura enriquecida de sedimento de DAM, e uma biomassa não autóctone (N-AUT), proveniente lodo pré-aclimatado de reator sulfetogênico estável e adaptado com lactato como fonte de carbono, foram testadas. A remoção de sulfato usando doadores de elétrons com custo efetivo (etanol e formiato) e a resistência à acidez da inóculo AUT também foi verificado. Os resultados mostraram uma remoção similar de sulfato de 57% para o reator AUT, e 62% para o reator N-AUT. O estudo filogenético do grupo das BRS usando o sequenciamento das bandas excisadas do gel de DGGE para o gene dsrB revelou a presença de espécies Desulfotomaculum na comunidade AUT, enquanto que Desulfovibrio foi o genus predominante encontrado na comunidade NON-AUT. Quando etanol foi utilizado como fonte de carbono, uma remoção de sulfato de 42% foi encontrada e 35% para o formiato, demonstrando que em condições de neutralidade, o etanol é fonte de carbono que apresenta maior viabilidade para o processo de enriquecimento. Foi observada remoção de sulfato em pH ácido para todas as fontes de carbono estudadas, indicando que estes microrganismos são resistentes a redução do pH. Entretanto, a eficiência de remoção foi reduzida para lactato (apenas 30% em pH próximo a 3) e etanol (apenas 18% em pH próximo a 5), como doadores de elétron. Quando o formiato foi utilizado como fonte de carbono, a eficiência de remoção de sulfato foi mantida em aproximadamente 38% com a redução do pH para 3 e 4, e portanto, nestas condições, o formiato consiste na melhor fonte de carbono para realizar o enriquecimento das BRS. Conclui-se que a cultura AUT pode ser utilizada para o tratamento de DAM em substituição aos lodos provenientes de reatores sulfetogênicos. / Acid Mine Drainage (AMD) is a serious environmental problem in mining industries because of the low pH, high levels of sulfate and dissolved metals present in this wastewater. Biological AMD treatment have been used instead of the traditional method, due to high efficiency obtained in these bioreactors, which promote the sulfate reduction into sulfide by sulfate reducing bacteria (SRB) in the presence of organic matter and anaerobic conditions. An alternative for the biological treatment of AMD consists on the bioremediation using autochthonous SRB that guarantees environmental safety, cost effective and better adaptability. This work studied the potential of autochthonous SRB to sulfate removal in batch anaerobic reactors comparing two inoculum sources. An autochthonous (AUT) biomass, derived from enrichment culture of AMD sediments and, a non-autochthonous (NON-AUT), from a pre-acclimated sludge from a stable sufidogenic reactor adapted with lactate as carbon source, were tested. The sulfate reduction using cost effective electron donors (ethanol and formate) and the acidity resistance of AUT inoculum was also verified. Results showed a maximum sulfate removal of 57% for AUT and 62% for NON-AUT. Phylogenetic study of SRB group using sequencing of dsrB DGGE excised bands revealed the presence of Desulfotomaculum-related bacteria in AUT community, while Desulfovibrio was the predominant genus found in NON-AUT-derived community. When ethanol was used as carbon source, a sulfate reduction of 46% was found and 35% for formate, indicating that at neutral conditions, ethanol is the most viable alternative as carbon source for the enrichment process. At low pH, sulfate reduction still occurred, indicating that these microorganisms were resistants to acidic conditions. However the removal efficiency was reduced when lactate (only 30% on pH close to 3) and ethanol (only 18% on pH close to 5) were used as electron donors. When formate was the carbon source, the sulfate removal efficiency was maintained closely to 38% with pH reduction to 3 and 4, showing that at these conditions, formate is the best carbon source for SRB enrichment. Thus, AUT culture could be used for local AMD decontamination in substitution of pre-acclimated sludge from sulfidogenic reactors. / Programa Institucional de Bolsas de Pós-Graduação - PIB-PÓS

A sequência de eventos bacterianos que ocorre durante a colonização do trato gastrointestinal pode afetar o futuro da saúde do hospedeiro, particularmente no que diz respeito à regulação do sistema imunológico. Um entendimento claro do processo de colonização do intestino humano neonatal nos países em desenvolvimento está faltando, porque os poucos estudos disponíveis foram, em sua maioria, realizados utilizando técnicas de cultura. O objetivo deste estudo foi detectar e quantificar as bactérias dos gêneros Bifidobacterium, Lactobacillus, Eubacterium e Lactococcus, importantes componentes anaeróbios da microbiota intestinal usando PCR em tempo real. O grupo de estudo foi composto por 10 crianças, acompanhadas durante o primeiro ano de vida, vivendo em baixas condições sócio-econômicas em São Paulo, Brasil. Amostras de fezes foram avaliadas em períodos de 24 horas, 7 dias, 30 dias, 3 meses, 6 meses e 1 ano. Durante o primeiro ano de vida, há um aumento da quantidade de Bifidobacterium spp., quando comparada com as outras bactérias anaeróbias estudadas, com médias variando de 8,27x1010 a 2,51x1012 número de cópias de DNA/g de fezes. Lactobacillus spp. também foi encontrado em todos os pontos de tempo estudado, com médias variando de 4,03x108 a 1,46x1010 número de cópias de DNA/g de fezes. Lactococcus spp. foi o gênero bacteriano encontrado em quantidades menores. As contagens máximas desses gêneros foram encontradas entre o terceiro e sexto mês de vida. Embora o gênero Eubacterium seja descrito como um dos principais membros da microbiota intestinal, este foi encontrado em amostras de apenas duas crianças. A inclusão de dieta sólida e a mudança do tipo de amamentação influenciam a composição da microbiota. No entanto, não se pode estabelecer um padrão para a presença destes micro-organismos ao longo dos meses, mostrando que a microbiota é única e está sujeita a interferências ambientais. / The sequence of bacterial events that occurs during the colonization of the gastrointestinal tract may affect the future health of the host, particularly with respect to the regulation of the naive immune system. A clear understanding of the colonization process of the human neonatal gut in developing countries is lacking because the few available studies were mostly performed using culture techniques. The aim of this study was to detect and quantify the bacterial genera Bifidobacterium, Eubacterium, Lactobacillus and Lactococcus, important anaerobic components of the intestinal microbiota using real-time PCR. The study group comprised 10 children followed during the first year of life, living in low socio-economic conditions in São Paulo, Brazil. Fecal samples were evaluated at times of 24 hours, 7 days, 30 days, 3 months, 6 months and 1 year. During the first year of life, there is an increased amount of Bifidobacterium spp. compared to others studied anaerobic bacteria, with averages ranging from 8,27x1010 to 2,51x1012 DNA copy number/g of feces. Lacotbacillus was also found in all studied time point, with averages ranging from 4,03x108 to 1,46x1010 DNA copy number/g of feces. Bacterial genus Lactococcus is found in smaller quantities. The maximum counts of these genera were found between the third to sixth month of life. Although the genus Eubacterium is described as one of the leading members of the intestinal microbiota, this was found in samples of only 2 children. The inclusion of solid diet and change of type of feeding influences the composition of the microbiota, however, could not set a standard for the presence of these micro-organisms over the months, showing that the microbiota is unique and is subject to environmental interference.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This study aims to evaluate the emission of methane (CH4) generated in an anaerobic stabilization pond used to treat wastewater from a cattle slaughterhouse, which is located in Santa Maria, Rio Grande do Sul (RS). In addition to the quantification of CH4 by gas chromatography, it was evaluated the emissions of other greenhouse effect gases (GHG) such as carbon dioxide (CO2) and nitrous oxide (N2O). It was verified the occurrence of two types of fluxes for a release of produced methane: the diffusive, with a daily average equal to 196.0 ± 51 mgCH4m-2h-1; and the ebullient, resulting of the random and sudden release of gases in the form of bubbles with variations between 67.0 and 1295.0 mgCH4m-2h-1. The flow rates values calculated from theoretical models presented significantly higher than the experimental ones, ranging from 387.0 to 410.0 mgCH4m-2h-1, since it was not taken into account the different variables of interference in anaerobic treatment, such as the needs and interactions between bacteria, dilution of the wastewater, and physical-chemical factors. The data revealed a higher production of CO2 (55 vol%) than CH4 (45 vol%) indicating reduction in the production of CH4 and its partial oxidation caused by oscillation in the layer of foam found during the research period. The presence of N2O in the samples indicated the presence of O2 dissolved in the wastewater. The results of this study evidenced that the anaerobic ponds constitute important sources of GHG, emphasizing the importance to control the use of this technology, as a way of mitigating the emission of gaseous compounds into the atmosphere and contribute to reducing the possible negative effects in the environment. / Este trabalho objetiva avaliar a emissão de metano (CH4) gerado em uma lagoa de estabilização anaeróbia utilizada no tratamento de águas residuárias de um abatedouro de bovinos, o qual está localizado no município de Santa Maria, Rio Grande do Sul (RS). Adicionalmente à quantificação do CH4 por cromatografia gasosa, foi avaliada a emissão de outros gases de efeito estufa (GEE), tais como o dióxido de carbono (CO2) e o óxido nitroso (N2O). Foi verificada a ocorrência de dois tipos de fluxos para a liberação de metano produzido: o difusivo, com média diária igual a 196,0 ± 51 mgCH4m-2h-1; e o ebulitivo, resultante da liberação aleatória e súbita de gases na forma de borbulhas, com variações entre 67,0 e 1.295,0 mgCH4m-2h-1. Os valores de fluxos calculados a partir de modelos teóricos apresentaram-se sensivelmente maiores do que os experimentais, variando de 387,0 a 410,0 mgCH4m-2h-1, uma vez que não levaram em conta as diferentes variáveis de interferência no tratamento anaeróbio, como as necessidades e interações entre bactérias, diluição do efluente líquido, e fatores físico-químicos. Os dados revelaram uma maior produção de CO2 (55 vol%) do que de CH4 (45 vol%) indicando redução na produção de CH4 ou sua oxidação parcial causada por oscilação na camada de escuma verificada durante o período da pesquisa. A presença de N2O nas amostras indicou a presença de O2 dissolvido no efluente. Os resultados obtidos nesse estudo evidenciam que as lagoas anaeróbias constituem importantes fontes de GEE, ressaltando a importância no controle na utilização dessa tecnologia, como uma forma de mitigar a emissão de compostos gasosos para a atmosfera e contribuir para a redução nos possíveis efeitos negativos sobre o meio ambiente.

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No. of bitstreams: 1 TeseLRNC.pdf: 4120056 bytes, checksum: 645b13af2a6cbf13a9e882cd3809d9e6 (MD5) Previous issue date: 2015-08-28 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / The monoaromatic hydrocarbons composed by benzene, toluene, ethylbenzene and xylenes isomers (BTEX), are commonly found near local oil refineries, filling stations, or around pipelines, as a result ofleaks and/or spills. In such places, a microbial activity not only promotes the transformation of these compounds into products such as CO2 or methane, but also convert them into highly toxic and/or carcinogenic compounds. Some of the metabolites resulting from biotransformation process are benzylsuccinic acid, 2-methylbenzylsuccinic acid, isomers of toluic acid and benzoic acid. The aim of this study is to increase knowledge about the biodegradation of monoaromatic hydrocarbons in soils, by investigating their removal under three different conditions, and to evaluate the formation products associated with their degradation. This work was carried out with series of anaerobic microcosms with three different electron acceptors acting as oxidants: sulfate, nitrate and iron (III). The individual effect of each in a soil contaminated with BTEX and another set containing a mixture of these electron acceptors with soil contaminated with conventional diesel were investigated. The concentrations of BTEX and metabolites were monitored for 90 days. Previously, it was necessary to develop suitable analytical methods for monitoring BTEX through gas chromatography coupled with flame ionization detection (GC/FID) while high-performance liquid chromatography coupled to a mass spectrometer (LC-MS/MS) was used for determining the metabolites. A preliminary microbiological characterization of groups of bacteria was carried out, showing a prevalence of nitrate-reducing bacteria in the soil utilized. Evidence that the BTEX compounds may be removed in anaerobic conditions linked to nitrate and sulfate reduction were found. Using iron (III) like electron receptor was not observed a significant decrease in the concentration of contaminants during the three months of incubation, except for toluene. Results also show that toluene was the compound quite easily degraded in anaerobic conditions in soil, enriched with different electron acceptors. On the other hand the appearance of metabolites was quickly detected in the series of experiments employing nitrate, due to the higher content of native nitrate reducing bacteria in the soil, associated with the fact that nitrate has a higher oxidizing power from the electron receptors studied. In case of iron (III), metabolites were slow to appear, however higher concentrations were detected mainly of benzylsuccinic acid from toluene degradation. To establish a scenario more realistic of contamination, a soil was artificially contaminated with diesel. However, due to the large number of compounds present in the fuel, the toxicity of the medium was increased, causing inhibition of the biological activity and thus affecting the efficiency of BTEX removal. / Os hidrocarbonetos benzeno, tolueno, etilbenzeno e xilenos, conhecidos como BTEX são comumente encontrados em locais próximos a refinarias de petróleo e derivados, postos de abastecimento, ou ao redor de oleodutos, quando oriundos de vazamentos e/ou derramamentos. Nestes locais, a atividade microbiana pode promover a transformação desses produtos em compostos como CO2 ou metano, como também convertê-los em compostos altamente tóxicos e/ou cancerígenos. Alguns dos metabólitos resultantes do processo de biotransformaçãodos BTEX são benzilsuccinato, 2-metilbenzilsuccinato, isômeros do ácido toluico e o ácido benzóico. Nesse contexto, o objetivo deste estudo é ampliar o conhecimento acerca da biodegradação de hidrocarbonetos monoaromáticos em solos, mediante a investigação da remoção sob três diferentes condições (SO42-, NO3- e Fe(III)), e a avaliação da formação de produtos associados à biodegradação. Para observar o que acontece em um solo onde diferentes receptores de elétrons atuam como oxidantes, foram montadas séries de experimentos em microcosmos com sulfato, nitrato e ferro (III) atuando de forma individual em solo contaminado com BTEX. Visando simular um cenário mais realista de contaminação, foi montada também uma série de experimentos em microcosmos com solo artificialmente contaminado com óleo diesel convencional e uma mistura dos receptores de elétrons previamente mencionados. As concentrações de BTEX e dos metabólitos foram monitoradas durante 90 dias. Previamente ao monitoramento foi necessário o desenvolvimento dos métodos analíticos para este fim, empregando cromatografia gasosa acoplada ao detector de ionização em chama (GC/FID) para a determinação dos BTEX e a cromatografia líquida de alta eficiência acoplada a um espectrômetro de massas triplo quadrupolo (LC-MS/MS), para a determinação dos metabólitos. Uma caracterização microbiológica preliminar dos grupos de bactérias investigadas foi realizada, mostrando uma predominância das bactérias redutoras de nitrato no solo utilizado. Foram encontradas evidências de que os compostos BTEX podem ser removidos sob condições anaeróbias em presença de nitrato e sulfato. O uso de ferro (III) não propiciou uma diminuição significativa na concentração dos contaminantes durante os três meses de incubação, exceto para tolueno. Os resultados também mostraram que o tolueno foi o composto mais facilmente degradado em meio anaeróbio, em solos enriquecidos com diferentes receptores de elétrons. Por outro lado o aparecimento de metabólitos foi mais rapidamente detectado na série empregando nitrato, devido ao maior conteúdo de bactérias redutoras de nitrato nativas no solo, associado ao fato de que o nitrato possui um maior poder oxidante dentre os receptores de elétrons estudados. No caso do ferro (III) o aparecimento dos metabólitos foi mais lento, sendo, no entanto, detectadas altas concentrações principalmente para o ácido benzilsuccínico proveniente da degradação de tolueno. Já no solo artificialmente contaminado com óleo diesel o grande número de compostos presentes neste combustível provocou um aumento na toxicidade do meio, inibindo a atividade biológica e afetando a eficiência de remoção dos BTEX.

A sequência de eventos bacterianos que ocorre durante a colonização do trato gastrointestinal pode afetar o futuro da saúde do hospedeiro, particularmente no que diz respeito à regulação do sistema imunológico. Um entendimento claro do processo de colonização do intestino humano neonatal nos países em desenvolvimento está faltando, porque os poucos estudos disponíveis foram, em sua maioria, realizados utilizando técnicas de cultura. O objetivo deste estudo foi detectar e quantificar as bactérias dos gêneros Bifidobacterium, Lactobacillus, Eubacterium e Lactococcus, importantes componentes anaeróbios da microbiota intestinal usando PCR em tempo real. O grupo de estudo foi composto por 10 crianças, acompanhadas durante o primeiro ano de vida, vivendo em baixas condições sócio-econômicas em São Paulo, Brasil. Amostras de fezes foram avaliadas em períodos de 24 horas, 7 dias, 30 dias, 3 meses, 6 meses e 1 ano. Durante o primeiro ano de vida, há um aumento da quantidade de Bifidobacterium spp., quando comparada com as outras bactérias anaeróbias estudadas, com médias variando de 8,27x1010 a 2,51x1012 número de cópias de DNA/g de fezes. Lactobacillus spp. também foi encontrado em todos os pontos de tempo estudado, com médias variando de 4,03x108 a 1,46x1010 número de cópias de DNA/g de fezes. Lactococcus spp. foi o gênero bacteriano encontrado em quantidades menores. As contagens máximas desses gêneros foram encontradas entre o terceiro e sexto mês de vida. Embora o gênero Eubacterium seja descrito como um dos principais membros da microbiota intestinal, este foi encontrado em amostras de apenas duas crianças. A inclusão de dieta sólida e a mudança do tipo de amamentação influenciam a composição da microbiota. No entanto, não se pode estabelecer um padrão para a presença destes micro-organismos ao longo dos meses, mostrando que a microbiota é única e está sujeita a interferências ambientais. / The sequence of bacterial events that occurs during the colonization of the gastrointestinal tract may affect the future health of the host, particularly with respect to the regulation of the naive immune system. A clear understanding of the colonization process of the human neonatal gut in developing countries is lacking because the few available studies were mostly performed using culture techniques. The aim of this study was to detect and quantify the bacterial genera Bifidobacterium, Eubacterium, Lactobacillus and Lactococcus, important anaerobic components of the intestinal microbiota using real-time PCR. The study group comprised 10 children followed during the first year of life, living in low socio-economic conditions in São Paulo, Brazil. Fecal samples were evaluated at times of 24 hours, 7 days, 30 days, 3 months, 6 months and 1 year. During the first year of life, there is an increased amount of Bifidobacterium spp. compared to others studied anaerobic bacteria, with averages ranging from 8,27x1010 to 2,51x1012 DNA copy number/g of feces. Lacotbacillus was also found in all studied time point, with averages ranging from 4,03x108 to 1,46x1010 DNA copy number/g of feces. Bacterial genus Lactococcus is found in smaller quantities. The maximum counts of these genera were found between the third to sixth month of life. Although the genus Eubacterium is described as one of the leading members of the intestinal microbiota, this was found in samples of only 2 children. The inclusion of solid diet and change of type of feeding influences the composition of the microbiota, however, could not set a standard for the presence of these micro-organisms over the months, showing that the microbiota is unique and is subject to environmental interference.

O estudo sobre a comunidade microbiana de um sistema de tratamento biológico de águas residuárias é de particular interesse, uma vez que o conhecimento da microbiologia do processo pode levar ao aperfeiçoamento de projetos e ao aumento da eficiência dos sistemas. Este trabalho avaliou a atividade microbiana, particularmente a metanogênica, na lagoa de estabilização anaeróbia da estação de tratamento de esgotos sanitários do município de Cajati - SP. Para isso adotou a taxonomia polifásica na caracterização dos microrganismos e de seus aspectos funcionais, buscando o conhecimento da diversidade dos microrganismos e suas relações nesse tipo de sistema anaeróbio. Objetivou também contribuir para o estabelecimento de um protocolo seguro na realização dos ensaios de atividade metanogênica específica (AME). Os estudos foram realizados com amostras dos sedimento da lagoa coletadas em três períodos diferentes, a saber: outubro/2003, outubro/2004 e dezembro/2004. Durante as amostragens foram determinadas variáveis abióticas como temperatura, condutividade, pH, potencial de óxido-redução e teor de oxigênio dissolvido. Medidas do conteúdo de sólidos totais e voláteis (SV) foram também realizadas. A avaliação da atividade microbiana foi feita por exames microscópicos de contraste de fase e fluorescência, AME, determinação do DNAtotal, FISH - hibridização in-situ com sondas fluorescentes e DGGE - eletroforese em gel com gradiente linear de agentes desnaturantes. Também procedeu-se a contagem de protozoários e análise da presença de algas e cianobactérias. Os resultados revelaram que ocorreu variação nas condições do processo biológico nos períodos amostrados, sendo que em outubro/2004, durante período de fortes chuvas e ventos, a eficiência na redução da DBO foi apenas 18,2%. Nesse período, constatou-se organismos como algas do gênero Chorella sp e cianobactérias do gênero Merismopedia sp. Nas demais coletas a remoção da matéria orgânica medida em DBO foi superior a 80%, com boa atividade anaeróbia. Os resultados mostraram que a relação So/Xo de 0,25 gDQO/g SV foi a mais adequada para determinar o valor de AME, e os ensaios com as amostras de outubro/2003 e dezembro/2004 revelaram valores de AME na faixa de 0,85 a 0,21 mg\'CH IND.4\'/gSV.d. Constatou-se a ocorrência de alterações na estrutura da comunidade microbiana inicial em relação à final do experimento de AME, por meio do DGGE. Verifcou-se também nesses ensaios, que o conteúdo de SV inicial variou entre amostras e substratos, conferindo alta variabilidade ao teste. Os perfís de DGGE das amostras coletadas revelaram variação na estrutura das comunidades microbianas no sedimento, e maior diversidade de bactérias e arquéias quando a lagoa anaeróbia apresentava boa eficiência na redução da DBO. A técnica FISH como adotada não foi eficaz para quantificar e identificar os microrganismos devido ao excesso de hibridizações inespecíficas. Mesmo com suas limitações, a técnica FISH revelou a presença de microrganismos dos Domínios Bacteria e Archaea. Nesse caso, a Família Methanobacteriaceae, a ordem Methanomicrobiales e o gênero Methanosaeta sp. foram confirmados. Nas diferentes coletas, foram identificados protozoários dos gêneros Paramecium sp. e Vorticella sp., e rotíferos dos gêneros Brachionus sp., Trichocerca sp., Synchaeta sp. e Keratella sp. / Microbial diversity studies have remarkable relevance since the knowledge about the microbiology of process can improve plants and system efficiency. This work assessed microbial activity, specially methanogenic, at anaerobic pond for domestic wastewater treatment in the city of Cajati, São Paulo State, Brazil. Poliphasic taxonomy was adopted in onder to contribute to the understanding of microbial community diversity and functionality. As well as to contribute for the establishment of a protocol to the specific methanogenic activity test (SMA). Three periods of sampling were done at the sediment of the anaerobic pond (october 2003, october 2004 and december 2004). Abiotic variables as temperature, conductivity, pH, dissolved oxygen and redox potential were measured at sampling time. TS and VS contents were determined in the samples. Microbial studies were done by observation on optical and fluorescent microscopy, analyse of SMA, totalDNA quantitation, counting of protozoa, analyze of algal and cyanobacteria presence, as well as application of two molecular techniques: Fluorescent in-situ Hybridization (FISH) and Denaturing Gradient Gel Electrophoresis (DGGE). Results showed that general conditions of the anaerobic pond changed among samplings. On October 2004, when the rain and wind were very strong, the organic matter removal efficiency (BOD basis) in the anaerobic pond was low (18.2%) and predominant microorganisms were of aerobic algae, as Chorella sp, and the blue-green algae Merismopedia sp. On the other hand, the removal of organics at other two samplings was more than 80% and the anaerobic microbial activity was verified in the sample. SMA tests showed the food/microorganism rate (F/M) of 0.25 gDQO/g VS was the most suitable to the samples. The results showed SMA values between 0.85 and 0.21 mg\'CH IND.4\'/gVS.d for samples of October 2003 and October 2004. SMA test induced modifications in the structure of the microbial community according to DGGE-profile. In addition, VS content, which was used in the SMA tests as biomass measurement, displayed variable behavior making test results difficult to interpret in some situations. DGGE-profile showed variation in the sediment community structure. Higher bacterial and archaeal diversity was observed when anaerobic pond showed 80%, or more, of DBO removal. FISH technique was not a suitable method to secure quantification and identification of the microorganisms from in excess. In spite of the technique limitations, it was possible to identify microorganisms of Bacteria Domain, Archaea Domain, Methanobacteriaceae Family, Methanomicrobiales Order, and microorganisms belonging to Methanosaeta genus. Paramecium and Vorticella were the protozoans identified in all samplings. Rotifers belonging to genders Brachionus, Trichocerca, Synchaeta and Keratella were also observed.

Em nosso estudo foi avaliada a presença das bactérias do grupo Bacteroides fragilis em 108 amostras fecais de bezerros com e sem diarréia, além de fatores de virulência e a similaridade genética entre as cepas de B. fragilis. Hemolisinas foram observadas em 36,3% e em 83,7% dos bezerros com e sem diarréia, respectivamente. Apenas 7,4% dos isolados foram hemaglutinantes. De todos os isolados, grande parte resistiu à ação do soro e 100% foram sensíveis ao imipenem e metronidazol. Houve resistência aos metais pesados utilizados. Plasmídios foram detectados em 7,4% dos isolados. Dentre 58,8% produtores de ß-lactamase, em 19,7% e em 26,0% de bezerros com e sem diarréia, respectivamente detectou-se o gene cepA, que foi observado também em plasmídios de 5,5 kb. O gene cfiA foi observado em 16,5% dos isolados diarréicos e em 12,6% de não diarréicos, mas não em plasmídios. O gene nanH foi detectado em 21,8% dos isolados e o gene bft somente em dois isolados diarréicos. A similaridadade genética entre os B. fragilis mostrou a heterogeneidade das bactérias. / In this study the bacteria of Bacteroides fragilis group was evaluated in 108 fecal samples of calves with and without diarrhea, besides virulence factors and the genetic similarity among the B. fragilis strains. Hemolysin was observed in 36.3% and in 83.7% of calves with and without diarrhea, respectively. Only 7.4% of the isolates showed hemagglutinability. Of all the isolates, the major part resisted to the action of the serum and 100% were sensitive to the imipenem and metronidazole. There was resistance to the used heavy metals. Plasmids were detected in 7.4% isolates. Among 58.8% ß- lactamase producing, 19.7% and 26.0% strains of calves with and without diarrhea, respectively the cepA gene was detected, that was also observed in 5.5 kb plasmids. The cfiA gene was observed in 16.5% of the diarrheic isolates and 12.6% of non-diarrheic, but not in plasmids. The nanH gene was detected in 21.8% of the isolates and the bft gene only in two diarrheic isolates. The genetic similarity among the B. fragilis showed the heterogeneity of the bacteria.