Este trabalho foi realizado com a finalidade de avaliar a degradação anaeróbia de benzoato por bactérias redutoras de sulfato (BRS). A primeira fase experimental avaliou essa degradação utilizando como inóculo biomassa de reator anaeróbio horizontal de leito fixo (RAHLF) utilizado no tratamento de água residuária de indústria de peróxidos orgânicos. Os ensaios foram realizados em reatores em batelada mantidos em temperatura de 33ºC ±1 e agitação de 150 rpm. Os reatores foram alimentados com meio para BRS e diferentes concentrações de benzoato e sulfato, estabelecendo as seguintes relações: 0,9 (890 mg/L e 970 mg/L), 0,8 (660 mg/L e 870 mg/L) e 0,6 (242 mg/L e 400 mg/L). Após 13 dias verificou-se valores de remoção do benzoato e utilização do sulfato iguais a: (0,9) 71,2% e 98%, (0,7) 97% e 99,9% e (0,6) 91,3% e 15%, respectivamente. Os exames microscópicos revelaram o predomínio de BRS. Na segunda fase experimental foi realizada a purificação celular, utilizando-se técnica de diluição seriada em meio líquido, obtendo-se cultura com predomínio de cocos, gram-negativos, diâmetro médio de 1,8 mm, não formadores de esporos e desulfoviridina positiva. Sendo identificadas como Desulfococcus multivorans através de seqüenciamento do DNAr 16S. As células foram submetidas a testes fisiológicos visando caracterizar o crescimento com diferentes aceptores de elétrons e substratos orgânicos. Nas condições em que predominaram cocos o consumo das fontes de carbono foram melhores quando as fontes aceptoras de elétron eram possuidoras de enxofre. Na terceira fase experimental foram realizados ensaios com a cultura purificada em reatores anaeróbios em batelada submetidos as seguintes concentrações de benzoato e sulfato estabelecendo relações de: (0,3) 600 mg/L e 2000 mg/L; (0,6) 606 mg/L e 1000 mg/L; (1,2) 600 mg/L e 500 mg/L; (1,8) 910 mg/L e 500 mg/L, respectivamente. Após, 13 dias de operação, verificou-se valores de remoção do benzoato e utilização do sulfato, iguais a: 99% e 61,2% (0,3), 99% e 100% (0,6), 99% e 100% (1,2) e 50% e 100% (1,8), respectivamente. A velocidade de crescimento (&#956) e o tempo de geração (Tg) foram respectivamente: 0,010 h-1 e 66,4 horas, para relação 0,6 e 0,011 h-1 e 66,1 horas, para a relação 0,3. / This work was carried out aiming to assess benzoate anaerobic degradation by sulfate-reducing bacteria (SRB). The first experimental phase consisted of assessing this degradation using biomass provided from a horizontal anaerobic immobilized bed reactor (HAIB) applied in the treatment of wastewater from an organic peroxide industry. The essays were carried out in batch reactors kept under 33ºC ±1 of temperature and 150 rpm of agitation. The reactors were fed with a specific culture medium for SRB and also with different concentrations of benzoate and sulfate, establishing the following relations: 0.9 (890 mg/L and 970 mg/L), 0.8 (680 mg/L and 870 mg/L) and 0.6 (242 mg/L and 400 mg/L), respectively. After 13 days of operation, benzoate removal and sulfate utilization efficiency values equal to: (0.9) 71.2% and 98%, (0.8) 97% and 99.9% and (0.6) 91.3% and 15%, respectively, were verified. The microscopic exams revealed the domain of SRB. In the second experimental phase cellular purification was carried out using the serial dilution technique in liquid medium, obtaining a culture with the domain of gram-negatives cocci, average diameter of 1,8 mm, nonspore-forming and desulfoviridin positive. These cells were identified as Desulfococcus multivorans through the use of ribosomal 16S DNA sequencing technique. This biomass was submitted to physiological tests aiming to characterize the growth with different electron acceptors and organic substrates. It was possible to verify that in the conditions where cocci took place, the consumption of carbon sources were better when the electron accepting sources possessed sulfur. In the third experimental phase essays with culture purified, the reactors were submitted to the following concentrations of benzoate and sulfate: relation (0.3), with 600.0 mg/L and 2000.0 mg/L; relation (0.6) with 606 mg/L and 1000 mg/L; relation (1.2), with 600 mg/L and 500 mg/L; relation (1.8), with 910 mg/L and 500 mg/L, respectively. After 13 days of operation, benzoate removal and sulfate utilization values were equal to: 99% and 61.2% (0.3), 99% and 100% (0.6), 99% and 100% (1.2) and 50% and 100% (1.8), respectively. The specific growth rate (&#956) and the generation time (Tg) of culture, were equal to: 0.010 h-1 and 66.4 hours for relation 0.6 and 0.011 h-1 and 66.1 hours for relation 0.3, respectively.

Submitted by Programa de Pós-graduação em Biotecnologia (mebiotec.ufba@gmail.com) on 2017-04-05T12:59:59Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Final - Diego Montes.pdf: 3792184 bytes, checksum: 932c7d285674a48aa5a90cb88c53dd85 (MD5) / Approved for entry into archive by Delba Rosa (delba@ufba.br) on 2017-07-03T15:41:00Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertacao Final - Diego Montes.pdf: 3792184 bytes, checksum: 932c7d285674a48aa5a90cb88c53dd85 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-03T15:41:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Final - Diego Montes.pdf: 3792184 bytes, checksum: 932c7d285674a48aa5a90cb88c53dd85 (MD5) / CAPES / As Bactérias redutoras de sulfato (BRS) são de enorme importância do ponto de vista industrial e ambiental. O sulfeto produzido pelas BRS constitui um grande problema para o setor petrolífero por causar da biocorrosão nas instalações e por ser tóxico ao ser humano. O monitoramento dessas bactérias é realizado com frequência a fim de qualificar o tratamento para prevenir a produção de sulfeto. O tratamento comumente utilizado é a injeção de biocidas cuja utilização deve ser proporcional a densidade de BRS a fim de minimizar danos econômicos e ambientais. O objetivo deste trabalho foi o de desenvolver um método indireto, baseado no consumo de aceptores de elétrons (sulfato) para monitorar populações de BRS. A metodologia consistiu, a princípio, no desenvolvimento de um método de análise por cromatográfia de íons que, além do sulfato e nitrato, pode também separar outros 15 ânions como: tungstato, sulfeto, fosfato, molibdato, oxalato, nitrito, cloreto, piruvato, butirato, propionato, acetato, fluoreto, formiato, succinato e citrato. O método de avaliação foi testado para se ajustar aos padrões regidos pelo INMETRO e ANVISA (órgãos brasileiros de regulamentação). Adicionalmente foi realizada a adaptação de um método espectrofotométrico para determinação de sulfato para assim auxiliar o processo cromatográfico. O tempo de corrida no cromatografo foi de 45 minutos que foi inferior ao método fornecido pelo fabricante e com um LD de 574,2 e 127,1 μg L-1 para sulfato e nitrato, respectivamente. As análises espectrofotométricas foram eficientes para medir sulfato e nitrato entre o intervalo de 40 e 200 mg L-1. A associação da cinética microbiana de crescimento e consumo de sulfato foi realizada em cultura pura de BRS e em cultura mista de amostras ambientais. Para testes com cultura pura foi utilizada uma cepa de BRS considerada como modelo experimental para o grupo, a bactéria Desulfovibrio vulgaris. Para testes com cultura mista foram utilizados consórcios microbianos coletados de amostras de água produzida de petróleo e do Rio Camarajipe, Salvador-BA. Foi observado que a D. vulgaris apresentou uma taxa de crescimento de 0,67 h-1 em meio rico contendo sulfato, mas é capaz de crescer na presença de nitrato com taxas próximas de 0,34h-1 e um consumo de nitrato de ≅22mg L-1h-1. Esse resultado ilustra a ineficiência do uso isolado de nitrato para controlar BRS em poços de petróleo. Os testes relacionando a variação da densidade de D. vulgaris em meio de cultura com fonte de carbono e aceptor de eletron (SO4 2-) em concentrações padronizadas demostrou alta correlação linear (R2 ≥ 99%). Esse resultado comprova viabilidade de usar o Modelo de Monod para quantificar biomassa dessa cultura em apenas 12 horas de teste, ao invés de 28 dias como é o caso da técnica de NMP. A sensibilidade do método esta entre as densidades de 102-108 cel/mL. Os resultados foram menos significativos com culturas mistas de BRS provinda de amostras ambientais, mas, os resultados sugerem que ajustes na técnica podem melhorar seu desempenho. / Sulphate reducing bacteria (SRB) are of significant environmental and industrial importance. SRB produces significant amounts of sulphite that can cause bio-corrosion on industrial installations and be toxic to humans. Monitoring the presence of such bacteria is an activity frequently required in order to determine treatment and prevent sulphite production during petrol exploration. Injection of biocides is commonly used for this purpose and should be proportional to SRB present in the environment in order to avoid economic and environmental drawbacks. The objective of this work was to develop an indirect method for monitoring SRB population in situ based on the consumption ratios of electron acceptors such as sulphate. First, it was necessary to adapt a chromatographic method for detecting ions such as sulphate and nitrate, but the approach has also showed to be successful for separating 15 other anions such as tungstate, sulphite, phosphate, molibdate, oxalate, nitrite, chlorate, pyruvate, butyrate, propionate, acetate, fluorite, formiate, succinate and citrate. The chromatographic approach is robust to pass the “INMETRO” and “ANVISA”, the Brazilian regulation agencies. Additionally, the chromatographic approach was also tested against a spectrophotometric method for determine sulphate. The chromatographic run achieved was of 45 min only, compared to a longer period suggested by the manufacturer and with a detection limit of 574.2 and 127,1mg l-1 for sulphate and nitrate, respectively. The spectrophotometric approach was efficient for detecting sulfphate and nitrate at the range of 40 to 200mg l-1. Sulphate consumption versus the biomass activity of SRB was first tested using pure culture and later with environmental mixed cultures. Desulfovibrio vulgaris was used as a biological model representing SRB for the tests with pure culture. Two different consortiums were used for testing environmental SRB mixed cultures, one collected at the Camarajipe River, Salvador-BA, and cells grown from industrial produced water obtained from oil wells. It was observed that D. vulgaris showed a growth rate of about 0,67 h-1 in rich media with sulphate as sole electron acceptor, but the culture was also able to grow on nitrate with an average consumption of ≅22mg L-1h-1 and a growth rate of 0.34 h-1. This result suggest the inefficiency of using nitrate as means to control SRB in oil wells once some SRB can utilize it as electron acceptors. Tests correlating the variation of D. vulgaris initial biomass with sulphate consumption rate at standard conditions of carbon source and electron acceptor concentrations showed to be of statistical significance (R2 ≥ 99%). This result strongly support the tested method, which is based on the Monod model, for measuring bacterial biomass within only 12 hours instead of 28 days such as required by the most probable number technique (MPN). The sensitivity of the method was set between 102-108 cel/ml, but the results were less significant when tested with mixed environmental cultures. Nonetheless, the result showed that some adjustment in the technique may improve its performance.

Este trabalho foi realizado com a finalidade de avaliar a degradação anaeróbia de benzoato por bactérias redutoras de sulfato (BRS). A primeira fase experimental avaliou essa degradação utilizando como inóculo biomassa de reator anaeróbio horizontal de leito fixo (RAHLF) utilizado no tratamento de água residuária de indústria de peróxidos orgânicos. Os ensaios foram realizados em reatores em batelada mantidos em temperatura de 33ºC ±1 e agitação de 150 rpm. Os reatores foram alimentados com meio para BRS e diferentes concentrações de benzoato e sulfato, estabelecendo as seguintes relações: 0,9 (890 mg/L e 970 mg/L), 0,8 (660 mg/L e 870 mg/L) e 0,6 (242 mg/L e 400 mg/L). Após 13 dias verificou-se valores de remoção do benzoato e utilização do sulfato iguais a: (0,9) 71,2% e 98%, (0,7) 97% e 99,9% e (0,6) 91,3% e 15%, respectivamente. Os exames microscópicos revelaram o predomínio de BRS. Na segunda fase experimental foi realizada a purificação celular, utilizando-se técnica de diluição seriada em meio líquido, obtendo-se cultura com predomínio de cocos, gram-negativos, diâmetro médio de 1,8 mm, não formadores de esporos e desulfoviridina positiva. Sendo identificadas como Desulfococcus multivorans através de seqüenciamento do DNAr 16S. As células foram submetidas a testes fisiológicos visando caracterizar o crescimento com diferentes aceptores de elétrons e substratos orgânicos. Nas condições em que predominaram cocos o consumo das fontes de carbono foram melhores quando as fontes aceptoras de elétron eram possuidoras de enxofre. Na terceira fase experimental foram realizados ensaios com a cultura purificada em reatores anaeróbios em batelada submetidos as seguintes concentrações de benzoato e sulfato estabelecendo relações de: (0,3) 600 mg/L e 2000 mg/L; (0,6) 606 mg/L e 1000 mg/L; (1,2) 600 mg/L e 500 mg/L; (1,8) 910 mg/L e 500 mg/L, respectivamente. Após, 13 dias de operação, verificou-se valores de remoção do benzoato e utilização do sulfato, iguais a: 99% e 61,2% (0,3), 99% e 100% (0,6), 99% e 100% (1,2) e 50% e 100% (1,8), respectivamente. A velocidade de crescimento (&#956) e o tempo de geração (Tg) foram respectivamente: 0,010 h-1 e 66,4 horas, para relação 0,6 e 0,011 h-1 e 66,1 horas, para a relação 0,3. / This work was carried out aiming to assess benzoate anaerobic degradation by sulfate-reducing bacteria (SRB). The first experimental phase consisted of assessing this degradation using biomass provided from a horizontal anaerobic immobilized bed reactor (HAIB) applied in the treatment of wastewater from an organic peroxide industry. The essays were carried out in batch reactors kept under 33ºC ±1 of temperature and 150 rpm of agitation. The reactors were fed with a specific culture medium for SRB and also with different concentrations of benzoate and sulfate, establishing the following relations: 0.9 (890 mg/L and 970 mg/L), 0.8 (680 mg/L and 870 mg/L) and 0.6 (242 mg/L and 400 mg/L), respectively. After 13 days of operation, benzoate removal and sulfate utilization efficiency values equal to: (0.9) 71.2% and 98%, (0.8) 97% and 99.9% and (0.6) 91.3% and 15%, respectively, were verified. The microscopic exams revealed the domain of SRB. In the second experimental phase cellular purification was carried out using the serial dilution technique in liquid medium, obtaining a culture with the domain of gram-negatives cocci, average diameter of 1,8 mm, nonspore-forming and desulfoviridin positive. These cells were identified as Desulfococcus multivorans through the use of ribosomal 16S DNA sequencing technique. This biomass was submitted to physiological tests aiming to characterize the growth with different electron acceptors and organic substrates. It was possible to verify that in the conditions where cocci took place, the consumption of carbon sources were better when the electron accepting sources possessed sulfur. In the third experimental phase essays with culture purified, the reactors were submitted to the following concentrations of benzoate and sulfate: relation (0.3), with 600.0 mg/L and 2000.0 mg/L; relation (0.6) with 606 mg/L and 1000 mg/L; relation (1.2), with 600 mg/L and 500 mg/L; relation (1.8), with 910 mg/L and 500 mg/L, respectively. After 13 days of operation, benzoate removal and sulfate utilization values were equal to: 99% and 61.2% (0.3), 99% and 100% (0.6), 99% and 100% (1.2) and 50% and 100% (1.8), respectively. The specific growth rate (&#956) and the generation time (Tg) of culture, were equal to: 0.010 h-1 and 66.4 hours for relation 0.6 and 0.011 h-1 and 66.1 hours for relation 0.3, respectively.

Neste trabalho foi realizada a caracterização microbiana anaeróbia de reatores anaeróbios diferenciais horizontais e em batelada, operados sob condições sulfetogênicas e mesofílicas (30ºC). Os reatores diferenciais foram preenchidos com diferentes materiais suportes (espuma de poliuretano, carvão vegetal, polietileno reciclado de baixa densidade e cerâmica porosa à base de alumina) visando a seleção do suporte adequado para otimização do processo sulfetogênico, para a relação DQO/sulfato de aproximadamente 0,67. Os reatores diferenciais foram alimentados diariamente com esgoto sintético, contendo aproximadamente 1000 mg/L de DQO e 1500 mg/L de sulfato, durante 28 dias de operação. A caracterização microbiana foi realizada através da técnica de hibridação in situ fluorescente (FISH), microscopia óptica e eletrônica de varredura. Foram realizadas quantificações, em termos de porcentagens, de microrganismos pertencentes ao Domínio Bacteria (EUB338), Domínio Archaea (ARC915) e bactérias redutoras do íon sulfato (BRS) da subdivisão delta de Proteobacteria (SRB385). Nos reatores diferenciais, houve predomínio de bactérias em todos os suportes estudados. Os reatores diferenciais operados com espuma e carvão apresentaram maiores porcentagens de BRS, com valores iguais a 57,6% e 69,7%, respectivamente. A cerâmica foi o material que apresentou melhor equilíbrio de bactérias e arqueas metanogênicas, com 59,6% e 40,9%, respectivamente. Os reatores em batelada foram operados com espuma de poliuretano e carvão vegetal com relação DQO/sulfato de aproximadamente 3. As porcentagens de BRS quantificadas pelo FISH foram iguais a 65,3% e 69,1% para espuma e carvão, respectivamente. Em ambos os reatores o carvão vegetal foi o material mais favorável à sulfetogênese. / This research reports an anaerobic microbial characterization of both, a horizontal differential anaerobic and a batch reactors, operated at sulfidogenic and mesofilic conditions at 30ºC. The differential reactors were filled with four support materials (polyurethane foam, vegetable coal, recycled polyethylene of low density and alumin based porous ceramic) aiming the selection of a more appropriated support for optimization of sulfidogenic processes (ratio COD/sulfate of approximately 0.67). Differential reactors were fed daily with synthetic sewage, containing approximately 1000 mg/L of COD and 1500 mg/L of sulfate concentrations, during 28 days of operation. Microbial characterization was accomplished using fluorescent in situ hybridization (FISH), optic and scanning electronic microscopy. It was realized a quantification, in percentages, of microorganisms belong to Bacteria Domain (EUB338), Archaea Domain (ARC915) and sulfate-reducing bacteria (SRB) of delta subdivision Proteobacteria (SRB385). Differential reactors have shown predominance of bacteria in all the support materials studied. Differential reactors operated with foam and coal presented the greatest percentages of SRB, with values equal to 57.6% and 69.7%, respectively. The ceramic was the material that presented the best equilibrium of bacteria and methanogenic archaea, with 59.6% and 40.9%, respectively. Batch reactors were operated with polyurethane foam and vegetable coal with COD/sulfate ratio of approximately 3. Percentages of SRB quantified by FISH were equals to 65.3% and 69.1% for foam and coal, respectively. In both reactors the vegetable coal have shown to be the most favorable material to sulfidogenesis.

O presente trabalho avaliou a degradação anaeróbia de tolueno por Bactérias Redutoras de Sulfato (BRS), utilizando como inóculo lodo anaeróbio proveniente de reator UASB. Os ensaios foram realizados com reatores em batelada de 2300 mL contendo meio de cultura específico para o crescimento de BRS. No ensaio de enriquecimento, com lactato de sódio (2230 mg/L) e acetato de sódio (670 mg/L) na ausência de tolueno, ocorreu consumo total de sulfato (aproximadamente 1070 mg/L) em 192 horas e percentual de metano de 31% em 72 horas. A degradação do tolueno foi realizada em reatores sulfetogênicos e metanogênicos. Nos reatores sulfetogênicos alimentados com 2,1 mg/L e 7,7 mg/L houve degradação total do tolueno em 264 e 792 horas, respectivamente. Nesses reatores foi observado consumo total de sulfato e percentual de metano de aproximadamente 20,9%. Nos reatores metanogênicos a degradação do tolueno foi de, no máximo, 53%, e percentual de metano de 27,3% em 1032 horas. Nas condições sulfetogênicas, a degradação do tolueno foi mais rápida se comparada às condições metanogênicas. E em ambas as condições, a produção de metano foi relacionada aos bacilos hidrogenotróficos. As alterações na diversidade da população microbiana presente nos reatores, observadas em microscopia ótica, foram confirmadas nas análises por biologia molecular. / The present work evaluated the anaerobic degradation of toluene by sulfate reducing bacteria (SRB), using anaerobic sludge from reactor UASB as inoculum. The essays were accomplished in batch reactors of 2300 mL containing specific culture medium for the growth of SRB. In the enrichment essay with sodium lactate (2230 mg/L) and sodium acetate (670 mg/L) without toluene accured total consumption of sulfate (approximately 1070 mg/L) in 192 hours and percentile of methane of 31% in 72 hours. The toluene degradation it was accomplished in sulfetogenics and methanogenics reactors. In the sulfetogenics reactors fed with 2,1 mg/L and 7,7 mg/L there was total degradation of toluene in 264 and 792 hours, respectively. In those reactors it was observed total consumption of sulfate and percentile of methane of approximately 20.9%. In the methanogenic reactors the degradation of toluene was to the utmost of 53%, accompanied of production of 27.3% of methane in 1032 hours. In the sulfetogenics conditions, the degradation of tolueno was faster if compared to the methanogenic conditions. In both conditions, the methane production was related to the hidrogenotrophic bacilli. The alterations in the diversity of the microbial population present in the reactors, observed by optic microscopy, were confirmed in the analysis by molecular biology.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Bactérias redutoras de sulfato (BRS) são os principais micro-organismos envolvidos na corrosão microbiologicamente induzida (CMI). Estas bactérias reduzem o sulfato, tendo como resultado a produção de H2S, o que pode influenciar os processos anódico e catódico na corrosão de materiais metálicos em ambientes marinhos, óleos e solos úmidos. Uma das formas de prevenir e controlar esse tipo de corrosão é a adição de biocidas ao meio corrosivo. Esta dissertação tem como objetivo avaliar o uso de biocidas no controle da CMI do aço AISI 1020 por BRS. Para isto, o comportamento da CMI no aço foi avaliado em água do mar sintética, em condições de anaerobiose, na ausência e na presença de uma cultura mista contendo BRS. Um biocida natural (óleo de alho) e outro comercial (glutaraldeído) foram utilizados para controlar a corrosão causada por estas bactérias. Duas formas de adição de biocida foram avaliadas: antes da formação do biofilme e após sua formação na superfície do metal. O crescimento microbiano na superfície do aço foi avaliado através da quantificação das BRS sésseis, pelo método do número mais provável (NMP). O comportamento eletroquímico do aço, na ausência e na presença de BRS e também para os ensaios com biocidas, foi estudado através das técnicas de espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE) e polarização potenciodinâmica, sempre usando água do mar sintética como meio eletrolítico. A formação de biofilme e de produtos de corrosão na superfície do aço foi observada através da microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os resultados mostraram que o aço exposto ao meio contendo BRS apresentou um processo corrosivo mais acelerado, quando comparado aos sistemas na ausência de micro-organismo. Esse processo foi evidenciado por um decréscimo na magnitude do arco capacitivo, nos ensaios de EIE, e um aumento da densidade de corrente de corrosão (Icorr), nos ensaios de polarização. Na análise de MEV, foi possível observar a formação de corrosão localizada após a remoção do biofilme da superfície. Os ensaios com biocidas, adicionados antes da formação de biofilmes, mostraram uma redução no número de bactérias sésseis, quando comparados com os ensaios sem biocida realizados pelo mesmo período de tempo (7 dias). Foi verificado também um decréscimo do processo corrosivo do aço, evidenciado através de aumento nos arcos capacitivos, nos ensaios de EIE e pelos menores valores de Icorr nos ensaios de polarização, quando comparados com o biofilme formado sem biocidas, nas mesmas condições. Apesar de não ter inibido completamente o crescimento das BRS sésseis, o óleo de alho apresentou maior redução no processo corrosivo quando comparado ao glutaraldeído, indicando sua possível aplicação como biocida natural nestas condições. Os ensaios realizados com biocidas adicionados após a formação do biofilme mostraram que o glutaraldeído apresentou alta eficácia em reduzir o número de células sésseis. Já o óleo de alho exibiu uma ação menos efetiva, sugerindo que este composto não conseguiu penetrar completamente a matriz do biofilme. Entretanto, ambos causaram aceleração do processo corrosivo do aço no meio estudado após 7 dias de exposição / Sulfate-reducing bacteria (SRB) are the most important microorganisms involved in the microbiologically-influenced corrosion (MIC). These bacteria reduce sulfate, resulting in the production of H2S, which may influence the anodic and cathodic processes in the corrosion of metallic materials in marine environments, oil and wet soils. One way to prevent and control this type of corrosion is the addition of biocides to the corrosive environment. This work aims to evaluate the use of biocides to control MIC of AISI 1020 steel by SRB. For this, the behavior of MIC in carbon steel was evaluated in artificial seawater, under anaerobic conditions, in the absence and in the presence of a mixed culture containing SRB. A natural biocide (garlic oil) and a commercial one (glutaraldehyde) were used to control the corrosion caused by these bacteria. Two ways of biocide addition were evaluated: before the formation of biofilm and after its formation on the metal surface. Microbial growth on the steel surface was evaluated by quantifying the sessile SRB, by using the most probable number method (MPN).The electrochemical behavior of the steel in the absence and presence of SRB, as well as in the experiments containing the biocides, was studied by electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and potentiodynamic polarization, always using artificial seawater as the electrolytic medium. The biofilm formation and the corrosion products on the steel surface were observed by scanning electron microscopy (SEM).The results showed that the steel exposed to medium containing SRB exhibited an accelerated corrosion process when compared to systems without the microorganisms. This process was evidenced by a decrease in the magnitude of the capacitive loop, in EIS experiments, and an increase of the corrosion current density (Icorr), in polarization tests. By SEM analysis, it was possible to observe the formation of localized corrosion after the biofilm removal. The experiments with biocides, added before the formation of biofilms, showed a reduction in the number of sessile bacteria, compared with the tests without biocide performed on the same time period (7 days). It was also found a decrease in steel corrosive process, evidenced by an increase in the capacitive loops in the EIS tests, and by the smaller Icorr values in polarization tests, when compared to the biofilm formatted without biocides under the same conditions. Although it has not completely inhibited the growth of BRS sessile, garlic oil showed a greater reduction in corrosion process when compared to glutaraldehyde, indicating its possible application as a natural biocide under these conditions. The experiments performed with biocides added after the biofilm formation showed that glutaraldehyde exhibited high efficacy in reducing the number of sessile cells. On the contrary, the garlic oil exhibited a less effective action, suggesting that this compound could not completely penetrate the biofilm matrix. However, both biocides accelerated the steel corrosion process in the studied medium after 7 days of exposure

Comissão Nacional de Energia Nuclear / A corrosão causada por H2S biogênico frequentemente resulta em danos extensos na indústria do petróleo. O presente trabalho avaliou parâmetros de crescimento microbiano e aplicou metodologias de determinação de sulfetos por técnicas espectrofotométrica na região da luz visível e radiorespirométrica para avaliação da atividade metabólica, correlacionando com a população de bactérias redutoras de sulfato, determinada através da técnica do Número Mais Provável (NMP). Amostras de água de formação e consórcio de BRS foram avaliadas através do arraste de sulfetos estáveis produzidos biogenicamente e quantificados por espectrofotometria. O cálculo das velocidades instantâneas e específicas de produção de sulfetos permitiu avaliar de que maneira alguns parâmetros de crescimento microbiano podem afetar o metabolismo das BRS. A detecção de concentrações traço de sulfetos biogênicos pode ser realizada através de ensaios radiorespirométricos. Para isto, diluições em série de água do mar sintética com três amostras distintas foram avaliadas. Os testes realizados indicam que o acréscimo do tempo de incubação de cultura microbiana anaeróbia mista contribuiu para o aumento das capacidades de redução de sulfato, assim como o aumento das fontes de carbono. Ambas as técnicas provaram ser um rápido teste para a detecção de sulfetos biogênicos, particularmente aqueles associados aos produtos de corrosão, sendo uma ferramenta muito útil para monitoração e controle de tanques de armazenamento de água e óleo, plataformas continentais de petróleo e diversos tipos de reservatórios. O presente trabalho prevê a continuidade dos experimentos, através de avaliação de um maior universo de amostras da indústria do petróleo e medições menos espaçadas da técnica espectrofotométrica, além da avaliação radiorespirométrica em modo contínuo, evitando os efeitos inibitórios do H2S / Corrosion caused by biogenic H2S often results in extensive damage, being one of the main problems of petroleum industry. The objective of the present work was to evaluate microbial growth parameters and apply methodologies for sulfide detection by spectrometric at visible light and radiorespirometric techniques for estimate the metabolic activity, correlating with population of Sulfate Reducing Bacteria, through the More Probable Number (MPN) technique. Samples of formation water and SBR consortium were evaluated through drag of stable sulfides biogenically produced and quantified by spectrometry. The calculations of instant and specific rates of sulfide production allow evaluating how some microbial growth parameters may affect the SRB metabolism. The detection of trace concentrations of biogenic sulfides, undetectable by spectrometry technique, may be realized by radiorespirometric assays. For this step, serial dilutions of synthetic seawater with three distinct samples were evaluated. The realized test indicates that increasing the time of incubation of a mixed anaerobic microbial culture contributed to an increase in the capabilities of sulfate reduction, as well as the amount of carbon source. Both techniques proved to be a rapid test for the detection of biogenic sulfides, particularly those associated to corrosion products, being an useful tool for monitoring and controlling oil/water storage tanks, petroleum continental platforms and several types of reservoirs. The present work provides the continuous of the experiments, using a bigger universe of samples of petroleum industry and less spaced measuring of spectrometric technique, further the radiorespirometric evaluation in continuous mode, avoiding the H2S inhibitory effects

A produção de H2S (sulfeto de hidrogênio) é um dos principais problemas na indústria do petróleo, sendo esta uma das causas da corrosão de tanques de estocagem e tubulações. Essa produção é possibilitada devido à injeção de água do mar durante o processo de recuperação secundária do petróleo, onde alguns micro-organismos presentes nessa água, tais como as bactérias anaeróbias heterotróficas totais (BANHT) e as bactérias redutoras de sulfato (BRS), que promovem a redução do sulfato a sulfeto. Atualmente, o método de quantificação destes micro-organismos é a técnica do Número Mais Provável (NMP) que estima o resultado em aproximadamente 28 dias. No presente trabalho foi utilizada a metodologia da produção semi-contínua de sulfeto biogênico pelo período de 15 dias, com o intuito de correlacionar com os resultados das quantificações de BANHT e BRS através da técnica convencional do NMP. Foram analisadas amostras de diferentes procedências da indústria do petróleo, apresentando variação na salinidade de 0 a 16 g.L-1. O objetivo deste procedimento foi avaliar as velocidades específicas e instantâneas de produção de H2S, sugerindo, desta forma, quais amostras apresentam maior potencial para a produção biogênica de sulfeto e em quais condições essa produção se dá. Observou-se que em todas as amostras a geração do H2S se dá de forma crescente até a estabilização desta produção, sendo esta obtida quase sempre em seis dias (144h) do crescimento microbiano. A produção do sulfeto biogênico se deu de forma mais intensa nas amostras do fundo de tanque de estocagem de óleo e da água de formação. A quantificação das BANHT e das BRS foram avaliadas pelo método do NMP de acordo com a tabela de Harrigan, a qual subestima a população microbiana, desconsiderando erros provenientes da técnica / The production of H2S (hydrogen sulfide) is a major problem in the oil industry, which is a cause of corrosion of pipes and storage tanks. This production is made possible due to seawater injection during the secondary oil recovery process where some microorganisms present in this water, such as total heterotrophic anaerobic bacteria (THAB) and sulphate-reducing bacteria (SRB) that promote reduction of sulfate to sulfide. Currently, the method of quantification of these microorganisms is the technique of the Most Probable Number (MPN) which estimates the results in about 28 days. The present study used the methodology of semi-continuous production of biogenic sulfide by 15 days period, in order to correlate with the measurements results of BANHT and BRS through the conventional technique of MPN. There were several samples analyzed from different origins in the oil industry, with variations in salinity from 0 to 16 g.L-1. The purpose of this procedure was to evaluate the specific speeds and instantaneous H2S production, suggesting thereby that samples had increased biogenic sulfide production and this production conditions which occurs. It was observed that all samples in the generation of H2S occurs incrementally until stabilization of this production, these being almost always obtained in six days (144h) of microbial growth. The production of biogenic sulfide occurred more intensely in the samples of oil storage tank bottom and formation water. The quantification of SRB and THAB were evaluated by the MPN method according to Harrigan table, which underestimates the microbial population, disregarding errors arising in the art

Comissão Nacional de Energia Nuclear / A corrosão causada por H2S biogênico frequentemente resulta em danos extensos na indústria do petróleo. O presente trabalho avaliou parâmetros de crescimento microbiano e aplicou metodologias de determinação de sulfetos por técnicas espectrofotométrica na região da luz visível e radiorespirométrica para avaliação da atividade metabólica, correlacionando com a população de bactérias redutoras de sulfato, determinada através da técnica do Número Mais Provável (NMP). Amostras de água de formação e consórcio de BRS foram avaliadas através do arraste de sulfetos estáveis produzidos biogenicamente e quantificados por espectrofotometria. O cálculo das velocidades instantâneas e específicas de produção de sulfetos permitiu avaliar de que maneira alguns parâmetros de crescimento microbiano podem afetar o metabolismo das BRS. A detecção de concentrações traço de sulfetos biogênicos pode ser realizada através de ensaios radiorespirométricos. Para isto, diluições em série de água do mar sintética com três amostras distintas foram avaliadas. Os testes realizados indicam que o acréscimo do tempo de incubação de cultura microbiana anaeróbia mista contribuiu para o aumento das capacidades de redução de sulfato, assim como o aumento das fontes de carbono. Ambas as técnicas provaram ser um rápido teste para a detecção de sulfetos biogênicos, particularmente aqueles associados aos produtos de corrosão, sendo uma ferramenta muito útil para monitoração e controle de tanques de armazenamento de água e óleo, plataformas continentais de petróleo e diversos tipos de reservatórios. O presente trabalho prevê a continuidade dos experimentos, através de avaliação de um maior universo de amostras da indústria do petróleo e medições menos espaçadas da técnica espectrofotométrica, além da avaliação radiorespirométrica em modo contínuo, evitando os efeitos inibitórios do H2S / Corrosion caused by biogenic H2S often results in extensive damage, being one of the main problems of petroleum industry. The objective of the present work was to evaluate microbial growth parameters and apply methodologies for sulfide detection by spectrometric at visible light and radiorespirometric techniques for estimate the metabolic activity, correlating with population of Sulfate Reducing Bacteria, through the More Probable Number (MPN) technique. Samples of formation water and SBR consortium were evaluated through drag of stable sulfides biogenically produced and quantified by spectrometry. The calculations of instant and specific rates of sulfide production allow evaluating how some microbial growth parameters may affect the SRB metabolism. The detection of trace concentrations of biogenic sulfides, undetectable by spectrometry technique, may be realized by radiorespirometric assays. For this step, serial dilutions of synthetic seawater with three distinct samples were evaluated. The realized test indicates that increasing the time of incubation of a mixed anaerobic microbial culture contributed to an increase in the capabilities of sulfate reduction, as well as the amount of carbon source. Both techniques proved to be a rapid test for the detection of biogenic sulfides, particularly those associated to corrosion products, being an useful tool for monitoring and controlling oil/water storage tanks, petroleum continental platforms and several types of reservoirs. The present work provides the continuous of the experiments, using a bigger universe of samples of petroleum industry and less spaced measuring of spectrometric technique, further the radiorespirometric evaluation in continuous mode, avoiding the H2S inhibitory effects

A produção de H2S (sulfeto de hidrogênio) é um dos principais problemas na indústria do petróleo, sendo esta uma das causas da corrosão de tanques de estocagem e tubulações. Essa produção é possibilitada devido à injeção de água do mar durante o processo de recuperação secundária do petróleo, onde alguns micro-organismos presentes nessa água, tais como as bactérias anaeróbias heterotróficas totais (BANHT) e as bactérias redutoras de sulfato (BRS), que promovem a redução do sulfato a sulfeto. Atualmente, o método de quantificação destes micro-organismos é a técnica do Número Mais Provável (NMP) que estima o resultado em aproximadamente 28 dias. No presente trabalho foi utilizada a metodologia da produção semi-contínua de sulfeto biogênico pelo período de 15 dias, com o intuito de correlacionar com os resultados das quantificações de BANHT e BRS através da técnica convencional do NMP. Foram analisadas amostras de diferentes procedências da indústria do petróleo, apresentando variação na salinidade de 0 a 16 g.L-1. O objetivo deste procedimento foi avaliar as velocidades específicas e instantâneas de produção de H2S, sugerindo, desta forma, quais amostras apresentam maior potencial para a produção biogênica de sulfeto e em quais condições essa produção se dá. Observou-se que em todas as amostras a geração do H2S se dá de forma crescente até a estabilização desta produção, sendo esta obtida quase sempre em seis dias (144h) do crescimento microbiano. A produção do sulfeto biogênico se deu de forma mais intensa nas amostras do fundo de tanque de estocagem de óleo e da água de formação. A quantificação das BANHT e das BRS foram avaliadas pelo método do NMP de acordo com a tabela de Harrigan, a qual subestima a população microbiana, desconsiderando erros provenientes da técnica / The production of H2S (hydrogen sulfide) is a major problem in the oil industry, which is a cause of corrosion of pipes and storage tanks. This production is made possible due to seawater injection during the secondary oil recovery process where some microorganisms present in this water, such as total heterotrophic anaerobic bacteria (THAB) and sulphate-reducing bacteria (SRB) that promote reduction of sulfate to sulfide. Currently, the method of quantification of these microorganisms is the technique of the Most Probable Number (MPN) which estimates the results in about 28 days. The present study used the methodology of semi-continuous production of biogenic sulfide by 15 days period, in order to correlate with the measurements results of BANHT and BRS through the conventional technique of MPN. There were several samples analyzed from different origins in the oil industry, with variations in salinity from 0 to 16 g.L-1. The purpose of this procedure was to evaluate the specific speeds and instantaneous H2S production, suggesting thereby that samples had increased biogenic sulfide production and this production conditions which occurs. It was observed that all samples in the generation of H2S occurs incrementally until stabilization of this production, these being almost always obtained in six days (144h) of microbial growth. The production of biogenic sulfide occurred more intensely in the samples of oil storage tank bottom and formation water. The quantification of SRB and THAB were evaluated by the MPN method according to Harrigan table, which underestimates the microbial population, disregarding errors arising in the art