Orientadora: Eliana Gertrudes Macedo Lemos / Banca: Ely Nahas / Banca: Maria José Valarini / Resumo: Os métodos tradicionais de isolamento e cultivo para análise da diversidade microbiana do meio ambiente são limitados, pois poucos microrganismos são cultiváveis. Grandes avanços na ecologia microbiana molecular ocorreram através da construção de bibliotecas metagenômicas, fornecendo análises dos microrganismos não-cultiváveis. O solo, que é o mais importante habitat para os microrganismos, principalmente procariotos, sofre contínuas alterações. Devido à prática agrícola intensiva, parte da diversidade de microrganismos do solo pode ser alterada, antes de se tornar conhecida. Este trabalho teve por objetivo estimar a diversidade das comunidades bacterianas pela extração direta de DNA do solo em duas áreas (área de agricultura intensiva e área de floresta nativa) no município de Guaíra-SP, ilustrando o impacto da agricultura na microbiota. Utilizando oligonucleotídeos iniciadores específicos e seqüenciamento parcial do gene 16S rDNA, fragmentos dos produtos de PCR (~1.5kb) foram clonados em vetor pGEMR-T e transformados em Escherichia coli, linhagem DH5a. Para cada biblioteca foram coletados e seqüenciados 240 clones. As seqüências obtidas foram submetidas à análise de similaridade com seqüências depositadas no banco de dados GenBank. As análises revelaram extensiva diversidade em ambos os solos, assim como características distintas das comunidades bacterianas, sendo que a área sob floresta apresentou maior diversidade em relação à área sob agricultura intensiva. Os resultados obtidos demonstram que as práticas agrícolas promoveram aumento quantitativo das comunidades bacterianas pertencentes aos filos Proteobacteria e Firmicutes, ao passo que causaram uma diminuição nas comunidades pertencentes aos filos Acidobacteria e Verrucomicrobia, corroborando estudos anteriores. / Abstract: Traditional methods of isolation and cultivation to analyze the microbial diversity of environment are very limited, because few microorganisms are cultivable. Advances in molecular microbial ecology has occurred through the construction of metagenomic libraries, providing analysis of uncultured microorganisms. The soil, which is the most important habitat to microorganisms, principally prokaryotes, suffers continuous alteration. Due to intensive agricultural practices, part of the diversity of the soil microbial diversity could be reduced, even before being known. The aim of this work was to assess the diversity of bacterial community, through direct extraction of DNA of microorganisms from two conditions soil, (intensive agriculture and native forest) Guaíra- SP, to show the impact of agriculture in bacterial community. Using specific primers and partial sequencing of 16S rDNA gene, fragments from PCR (~1.5kb) were cloned in a vector pGEMR-T and transformed into Escherichia coli, strain DH5a. To each library 240 clones were collected and sequenced. The sequences obtained were compared against the GenBank database. The analysis showed extensive diversity in both soils, as well as distinct characteristics of bacterial community. Also, the forest field showed greater diversity than the intensive agriculture. The results obtained showed that agricultural practices promote quantitative grow of bacterial community that inhere the phyla Proteobacteria and Firmicutes, as well as generate one diminution in communities inhere the phyla Acidobacteria and Verrucomicrobia, as previously reported. / Mestre

Orientador: Roberto Alves Oliveira / Resumo: A co-digestão de água residuária da bovinocultura leiteira (ARBL) e água residuária do beneficiamento do café (ARC) em reatores anaeróbios de fluxo ascendente com manta de lodos (UASB, R1 e R2), em série, é inédita e importante para o desenvolvimento dos setores envolvidos. Foram utilizadas proporções de 100:0; 85:15, 70:30 e 50:50 de ARBL:ARC no afluente dos reatores UASB e aplicados tempo de detenção hidráulica (TDH) de 2 (R1) e 4 (R2) dias. Isto proporcionou cargas orgânicas volumétricas (COV) de 11,9 (valor médio obtido nos testes 1 e 2, sem adição de ARC); 12,9 (teste 3); 14,0 (teste 4) e 21,3 (teste 5) g DQOtotal (L d)-1 no R1. As maiores produções volumétricas de metano, de até 0,89 L CH4 (L reator d)-1 foram obtidas com COV de 14,0 g DQO (L d)-1. As concentrações médias de fenóis totais no afluente variaram entre 6 e 132 mg L-1 e as eficiências médias de remoção nos reatores UASB, em dois estágios, foram de 35 a 52% com concentração de 50 mg L-1 para efluente do R2 após adição de ARC que contém elevadas concentrações de fenóis totais e apresentam toxicidade ao tratamento anaeróbio podendo afetar a estabilidade do processo. O sistema foi eficiente para remoção de ovos de helmintos. Os Domínios Bacteria e Archaea, as Ordens Methanobacteriales, Methanomicrobiales e Methanosarcinales e as Famílias Methanosaetaceae e Methanosarcinaceae se apresentaram de forma sincrônica e equilibrada na co-digestão anaeróbia dos resíduos estudados. / Abstract: The co-digestion of dairy manure wastewater (DMW) and coffee processing wastewater (CPW) in up flow anaerobic sludge blanket (UASB, R1 and R2) in series is unprecedented and important for the development of the sectors involved. Proportions of 100: 0; 85:15, 70:30 and 50:50 DMW:CPW were used in the UASB reactors influent and applied hydraulic retention time (HRT) of 2 (R1) and 4 (R2) days. This provided organic loading rate (OLR) of 11.9 (mean value obtained in tests 1 and 2, without addition of CPW); 12.9 (test 3); 14.0 (test 4) and 21.3 (test 5) g CODtotal (L d) -1 on R1. The highest volumetric methane yields of up to 0.89 L CH4 (L reactor d) -1 were obtained with OLR of 14.0 g COD (L d) -1. The mean concentrations of total phenols in the affluent ranged from 6-132 mg L-1 and the mean removal efficiencies in two-stage UASB reactors were 35-52% with 50 mg L-1 concentration for R2 effluent after addition of ARC containing high concentrations of total phenols and toxicity to anaerobic treatment may affect process stability. The system was efficient for removal of helminth eggs. The Bacteria and Archaea Domains, the Methanobacteriales, Methanomicrobiales and Methanosarcinales Orders, and the Methanosaetaceae and Methanosarcinaceae families were presented in a synchronic and balanced manner in the anaerobic co-digestion of the residues studied. / Mestre

Submitted by Deyse Queiroz (deysequeirozz@hotmail.com) on 2018-05-28T14:27:42Z No. of bitstreams: 1 DAMIÃO JUNIOR GOMES - DISSERTAÇÃO PPGSA PROFISSIONAL 2014..pdf: 1021631 bytes, checksum: 9d3b509edbbf52efa1db00de496731a6 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-28T14:27:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DAMIÃO JUNIOR GOMES - DISSERTAÇÃO PPGSA PROFISSIONAL 2014..pdf: 1021631 bytes, checksum: 9d3b509edbbf52efa1db00de496731a6 (MD5) Previous issue date: 2014-12-19 / Este estudo analisa o comportamento físico químico e microbiológico, referente à mistura de resíduos suínos com e sem adição de meios de cultura descartados, durante o processo de biodigestão anaeróbia, em biorreator tipo batelada. Montaram-se dois biorreatores, para fim de comparação, com capacidade de 50L cada. Os biorreatores foram ativados com a mesma diluição, razão de 1:2 (mistura biomassa/água, em m/m), no entanto, em um deles foi acrescidos 10% (m/m) de meios de culturas usados oriundos de um laboratório microbiológico. O monitoramento destes procedera por 56 dias, sendo coletadas alíquotas dos substratos nos tempos 0, 7, 21, 28, 35, 42, 49 e 56 dias, e submetidos à caracterização físico-química e microbiológica, bem como, verificou-se a influência dos meios de cultura na produção de biogás. Durante o desenvolvimento não se realizou nenhuma suplementação nos biodigestores. Os dados experimentais apontaram que durante o processo da biodegradação anaeróbia dos substratos, o biorreator A (com presença de meios de cultura) desempenhou melhores resultados, em relação ao biorreator B (com ausência de meios de cultura). Como por exemplo, pH’s próximos da alcalinidade, propiciando o desenvolvimento das bactérias metanogênicas, e consequentemente, maior liberação de gases. No que concerne aos valores de concentração de coliformes totais (35 ºC), termotolerantes (45 ºC) e E. coli entre os afluentes e efluentes dos biorreatores, estes foram reduzidos, principalmente no biodigestor A, em que apresentou maior concentração de macronutrientes (NPK). Por fim, pode ser inferido que os resultados foram bastante relevantes, fazendo entender que a introdução de meios de cultura potencializa as reações de biodigestão anaeróbia, favorecendo maior produção de biogás, além de incorporar ao efluente (biofertilizante) maior concentração de nutrientes. / This study analyzes the chemical and physical behavior microbiological, regarding the mixture of swine residues with and without addition of discarded culture means, during the process of anaerobic digestion, in bioreactor boat-load type. Two bioreactors were set up, for comparison end, with capacity of 50L each. The bioreactors were activated with the same dilution, reason of 1 : 2 (it mixes biomass / water, in m/m), however , in one of them was added 10 % (m/m) of means of cultures used originating from of the microbiological laboratory . The monitoring of these it had proceeded for 56 days , being collected brackets of the substrata in the times 0, 7, 21, 28 , 35, 42, 49 and 56 days, and submitted to the physiochemical characterization and microbiological, as well as, the influence of the culture means was verified in the biogas production. During the development it did not take place any supplementation in the digesters. The trial date appeared that during the process of the anaerobic biodegradation of the substrates, the bioreactor (with presence of culture means) it carried October better results, in relation to the bioreactor B (with absence of culture means). For example, close pH 's of the alkalinity , propitiating the development of the methanogenic bacteria , and consequently , larger liberation of gases. In what it concerns to the values of concentration of the total coliforms (35 ° C), thermophilic (45 ° C) and E. coli between the tributaries and effluents of the bioreactors, these were reduced, mainly in the digester, in that It presented larger macronutrient concentration (NPK ). Finally, it can be inferred which the results were quite relevant, making that to understand the introduction of culture means potentiates the reactions of anaerobic digestion , favoring larger biogas production, fouled Incorporating to the effluent (biofertilizer) larger concentration of nutritious.