Submitted by Hiolanda Rêgo (hiolandarego@gmail.com) on 2018-01-09T14:55:30Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_ICS_ Diego Cerqueira Montes.pdf: 3838514 bytes, checksum: 0260289ecebb6db128f17db265a89537 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-09T14:55:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação_ICS_ Diego Cerqueira Montes.pdf: 3838514 bytes, checksum: 0260289ecebb6db128f17db265a89537 (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.

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.