Les déchets sulfurés issus de l’extraction des minerais métalliques génèrent des drainages miniers acides (DMA) contenant des éléments toxiques tels que l’arsenic. Les procédés de traitement passifs basés sur l’oxydation bactérienne du fer et de l’arsenic, en favorisant la précipitation de ces éléments sous une forme stable, pourraient représenter une solution efficace et économique pour traiter cette pollution. Dans ce contexte, l’objectif général de cette thèse était de mieux comprendre les facteurs environnementaux et opérationnels qui contrôlent l’efficacité d’élimination de l’arsenic. Une approche en pilote à flux continu a été mise en oeuvre afin de se rapprocher des conditions réelles d’un traitement. L’étude a été conduite d’abord à l’échelle d’un bioréacteur de paillasse en conditions contrôlées (température, lumière, débit, temps de séjour et hauteur d’eau), puis dans un dispositif de taille supérieure, fonctionnant de manière totalement passive et in situ. Ces dispositifs ont été alimentés avec de l’eau d’un DMA riche en arsenic, issue de l’ancien site minier de Carnoulès, dans le Gard. Les caractéristiques de l’eau et des bioprécipités au sein de ces pilotes, en particulier le rédox du fer et de l’arsenic, ont été suivis dans différentes conditions environnementales et d’opération par des méthodes de spéciation liquide et solide (HPLC-ICP-MS, EXAFS, XANES), des analyses minéralogiques (DRX) et des analyses microbiologiques (ARISA, séquençage haut débit du gène de l'ARNr 16S, quantification du gène aioA). Les résultats issus des expériences en laboratoire ont mis en évidence l’effet de différents paramètres opérationnels (hauteur d’eau, temps de rétention hydraulique, et présence/absence d’une pellicule flottante) sur les performances du traitement, ainsi que sur la microbiologie et la minéralogie des bioprécipités formés. Le dispositif de terrain a permis de tester les performances du procédé dans des conditions environnementales fluctuantes (variabilité de la physico-chimie de l’eau d’entrée et de la température) et d’acquérir des connaissances nouvelles sur l’évolution des bioprécipités au cours de six mois de traitement. Les connaissances acquises dans cette thèse pourront servir de base à la conception d’une étape d’élimination de l’arsenic dans les processus de traitement des DMA. / Acid mine drainage (AMD) are produced by sulfuric tailings from mining of metal ores. They are characterized by high contents of toxic elements like arsenic. One efficient and economical solution for the treatment of As in these tailings could be the use of a passive method based on iron and arsenic bacterial oxidation, and the subsequent precipitation of these elements in a stable form. In this context, the objective of this PhD thesis was to better understand the environmental and operational factors controlling the efficiency of As removal processes. A continuous-flow pilot approach was implemented in order to better reproduce the real treatment conditions. This study was first performed in a bench-scale bioreactor with controlled conditions (temperature, light, flow, residence time and water height). Then, it was performed in a field-scale bioreactor installed in situ, reproducing a passive treatment in real conditions. These devices were fed with As-rich AMD waters from the ancient mine of Carnoulès (Gard, France). Water and bioprecipitate properties were monitored in both devices, specially the redox speciation of iron and arsenic. This monitoring was held for different environmental and operational conditions. Iron and arsenic speciation in liquid and solid phases was measured by different analytical techniques such as HPLC-ICP-MS, EXAFS and XANES. Mineral identification was made by XRD analysis, while microbiological characterization was made by ARISA, high-throughput sequencing of 16S rRNA gene, and aioA gene quantification. Results from the lab-scale experiments evidenced the effects of the different operational parameters (water height, hydraulic retention time and the presence/absence of a floating film) on the treatment performance, as well as on the microbiology and mineralogy of the produced bioprecipitates. The field device was used to test the treatment performance under fluctuating environmental conditions (variability of the physico-chemistry of the feed water and of the temperature) and to gain new knowledge about the evolution of the bioprecipitates during six months of treatment. All the knowledge acquired in this PhD thesis could serve as a basis for the design of an arsenic removal stage in DMA treatment processes.

Submitted by ÉRICA MENDES LOPES null (erica_mendeslopes@yahoo.com.br) on 2016-02-26T20:53:43Z No. of bitstreams: 1 tese_doutorado_Erica_Mendes_Lopes.pdf: 4795462 bytes, checksum: a765e5c29ecbc64ad68f0f7cc83e9aff (MD5) / Rejected by Ana Paula Grisoto (grisotoana@reitoria.unesp.br), reason: Solicitamos que realize uma nova submissão seguindo as orientações abaixo: No campo “Versão a ser disponibilizada online imediatamente” foi informado que seria disponibilizado o texto completo porém no campo “Data para a disponibilização do texto completo” foi informado que o texto completo deverá ser disponibilizado apenas 12 meses após a defesa. Caso opte pela disponibilização do texto completo apenas 12 meses após a defesa selecione no campo “Versão a ser disponibilizada online imediatamente” a opção “Texto parcial”. Esta opção é utilizada caso você tenha planos de publicar seu trabalho em periódicos científicos ou em formato de livro, por exemplo e fará com que apenas as páginas pré-textuais, introdução, considerações e referências sejam disponibilizadas. Se optar por disponibilizar o texto completo de seu trabalho imediatamente selecione no campo “Data para a disponibilização do texto completo” a opção “Não se aplica (texto completo)”. Isso fará com que seu trabalho seja disponibilizado na íntegra no Repositório Institucional UNESP. Por favor, corrija esta informação realizando uma nova submissão. Agradecemos a compreensão. on 2016-02-29T14:06:38Z (GMT) / Submitted by ÉRICA MENDES LOPES null (erica_mendeslopes@yahoo.com.br) on 2016-02-29T14:12:05Z No. of bitstreams: 2 tese_doutorado_Erica_Mendes_Lopes.pdf: 4795462 bytes, checksum: a765e5c29ecbc64ad68f0f7cc83e9aff (MD5) TESE_DOUTORADO_ERICA_MENDES_LOPES.pdf: 4723828 bytes, checksum: a8e56276b7a5792d04c2c59d7bcf6228 (MD5) / Rejected by Ana Paula Grisoto (grisotoana@reitoria.unesp.br), reason: Solicitamos que realize uma nova submissão seguindo as orientações abaixo: Foram submetidos 2 arquivos PDF’s, apenas 1 arquivo deve ser submetido Corrija estas informações e realize uma nova submissão contendo o arquivo correto. Agradecemos a compreensão. on 2016-02-29T14:53:22Z (GMT) / Submitted by ÉRICA MENDES LOPES null (erica_mendeslopes@yahoo.com.br) on 2016-02-29T16:05:00Z No. of bitstreams: 1 tese_doutorado_Erica_Mendes_Lopes.pdf: 4795462 bytes, checksum: a765e5c29ecbc64ad68f0f7cc83e9aff (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Paula Grisoto (grisotoana@reitoria.unesp.br) on 2016-02-29T16:58:46Z (GMT) No. of bitstreams: 1 lopes_em_dr_jabo.pdf: 4795462 bytes, checksum: a765e5c29ecbc64ad68f0f7cc83e9aff (MD5) / Made available in DSpace on 2016-02-29T16:58:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 lopes_em_dr_jabo.pdf: 4795462 bytes, checksum: a765e5c29ecbc64ad68f0f7cc83e9aff (MD5) Previous issue date: 2016-01-29 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Os impactos ambientais causados por sucessivas extrações de minérios e compostos gerados dos resíduos tóxicos dessa atividade têm sido foco de preocupação dos ambientalistas, neste contexto há um grande esforço gerado para o desenvolvimento de metodologias eficientes e de baixo custo para remoção de metais pesados de solos e águas contaminadas. Os métodos biológicos surgem como uma alternativa aos métodos convencionais para o solo, um dos ecossistemas terrestre que apresentam uma infinidade de recursos naturais além da grande diversidade de microrganismos interagindo entre si. O mesmo constitui fonte de investimento para o isolamento de microrganismos e análises metagenômicas para prospecção de genes envolvidos em processos importantes para o equilíbrio metabólico e ecológico, pois, tanto de maneira isolada, como em interações, estes organismos desempenham papel importante no que diz respeito à produção de enzimas na biorremoção de metais e contaminantes do solo. Este trabalho teve como objetivo isolar, caracterizar e avaliar a biossorção e bioacumulação de metais por microrganismos originados de solos de ecossistemas de Sabará, uma região de mineradora desativada Minas Gerais. Adicionalmente buscou-se avaliar a diversidade metabólica funcional, para uma comparação da microbiota de, Sabará e Brumadinho, combinada com busca de genes que conferem resistência a cromo (crhA), cobre (copA, copB, cueO) e níquel (nixA). Os isolados obtidos foram classificados em gêneros como Burkolderia, Serratia, Bacillus, Stenotrophomonas e Artrobacter, que apresentam potencial para biorremediação de metais do solo e água. Entretanto, seis dos 32 isolados apresentaram resistência aos metais cobre, cromo e níquel, na concentração de 500 mgL-1. Destes isolados, dois deles, do gênero Burkolderia e Arthrobacter (CP15 e CR11) apresentaram capacidade metabólica de biossorver e interiorizar metais pesados em diferentes fases do desenvolvimento. Quanto a atividade metabólica, a comunidade microbiana dos solos do perímetro do quadrilátero ferrífero (MG) tem alta atividade na degradação de fontes de carbono importantes nos ciclos biogeoquímico e biorremediação, justificando a grande quantidade de ORFs encontradas nas anotações do metagenoma sequenciado. Destaca-se os ecossistemas canga e floresta que apresentaram maior número de sequências identificadas para todos os genes envolvidos no processo de resistência, influxo e efluxo de metais, sendo eles genes de resistência a cobre, multicooper oxidase ATPase (copA, copB, cueO), multicopper ATPase like (copA, copB), cromo oxidase (chrA), cromo transporte (chrB) e níquel oxidase (nixA). Os solos da região de Sabará e Brumadinho alocados no, quadrilátero ferrífero, apresentam diversidade funcional para degradação de fontes de carbono como aminoácidos e compostos fenólicos, e genes funcionais de grande importância em processos metabólicos de remoção de metais pesados por microrganismos, além de microbiota com capacidade remover e interiorizar metais oriundos dos resíduos de mineração sendo um indicativo para a aplicação na biorremediação de metais em áreas afetadas pela mineração. / The environmental impacts caused by successive extractions of minerals and compounds generated toxic waste of this activity have been the focus of concern for environmentalists in this context there is a great effort generated for the development of efficient methodologies and cost-effective to remove heavy metals from soils and contaminated water. Biological methods appear as an alternative to conventional methods for the ground of the earth's ecosystems have a multitude of natural resources beyond the great diversity of microorganisms interacting. The same is investment source for the isolation of microorganisms and metagenomic analyzes to search for genes involved in important processes for metabolic and ecological balance, since both in isolation, as in interactions, these organisms play an important role as regards the production of enzymes in biorremoção metal and soil contaminants. This study aimed to isolate, characterize and evaluate the biosorption and bioaccumulation of metals by microorganisms originating from Sabara ecosystems soil, a mining region of Minas Gerais disabled. In addition we sought to evaluate the functional metabolic diversity, for a comparison of the microbiota of Sabara and Brumadinho, combined with search of genes that confer resistance to chromium (CRHA), copper (copA, CopB, cueO) and nickel (Nixa). The isolates were classified into genres such as Burkolderia, Serratia, Bacillus, Stenotrophomonas and Artrobacter, which have the potential for bioremediation of metals from soil and water. However, six of the 32 isolates were resistant to metals copper, chromium and nickel, at a concentration of 500 mg L-1. Of these isolates, two of them, the genus Arthrobacter and Burkolderia (CP15 and CR11) had metabolic capacity to internalize biossorver and heavy metals at different stages of development. As metabolic activity, the microbial community of the perimeter of iron quadrangle soils (MG) has high activity in the degradation of important carbon sources in biogeochemical cycles and bioremediation, which explains the large amount of ORFs found in the notes of sequenced metagenome. the yoke ecosystems and forest that had a greater number of sequences identified for all the genes involved in the resistance process is noteworthy, influx and efflux of metals, and they copper resistance genes, multicooper oxidase ATPase (copA, copB, cueO) multicopper ATPase like (copA, CopB), chrome oxidase (chrA), chrome transport (chrB) and nickel oxidase (nixA). The soils of Sabara and Brumadinho region allocated to, iron quadrangle, have functional diversity for degradation carbon sources such as amino acids and phenolic compounds, and functional genes of great importance for metabolic processes of removing heavy metals by microorganisms, and microorganisms with ability to remove and internalize metals coming from the waste mining being an indication for use in the bioremediation of metals in areas affected by mining. / FAPESP: 2012/20022-6

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:17Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2006-12-13Bitstream added on 2014-06-13T20:43:02Z : No. of bitstreams: 1 mariano_ap_dr_rcla.pdf: 1162194 bytes, checksum: 3d879631bb2dc7a195c660cc87f20ab0 (MD5) / Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis (ANP) / Nesta pesquisa foram temas de estudo diversos aspectos relacionados à técnica de biorremediação de solos e águas subterrâneas contaminados com hidrocarbonetos. A partir de amostras de solo e água subterrânea coletadas em diferentes postos de combustíveis, avaliouse a biorremediação natural da água subterrânea em local onde ocorreu vazamento de óleo diesel, mediante o monitoramento de indicadores geoquímicos durante 2 anos. Diferentes técnicas de biorremediação (bioestimulação com a adição de nutrientes e de um surfactante e bioaumento (injeção de microrganismos)) foram comparadas quando aplicadas isoladas e em conjunto a solos contaminados com óleo diesel e comparou-se a capacidade de diferentes microrganismos em biodegradar óleo diesel comercial e intemperizado. Conciliando a biorremediação com a prática atual no gerenciamento ambiental de reutilização de resíduos, avaliou-se o efeito da adição da vinhaça na biorremediação de solos e águas subterrâneas contaminados com óleo diesel e investigou-se a capacidade de diferentes culturas de bactérias em utilizarem óleo diesel intemperizado como matéria prima para produção de biossurfactante. O método respirométrico de Bartha e Pramer foi utilizado nos experimentos em que foi averiguada a biodegradação em solos e, no caso da água subterrânea, frascos de DBO e reatores aerados. Experimentos de biodegradabilidade dos óleos diesel foram realizados com a técnica do indicador redox DCPIP e o monitoramento da produção de biossurfactantes foi realizado com medidas de tensão superficial, segundo o método do anel de De Nöuy, empregando-se o tensiômetro Krüss K6. A partir do monitoramento dos indicadores geoquímicos, foi possível identificar fatores que corroboram a eficiência da técnica de biorremediação natural para o tratamento da água subterrânea na área de estudo. / In this research, different aspects related to the bioremediation technique of soils and groundwaters contaminated with hydrocarbons were considered. From soil and groundwater samples collected at different petrol stations, the natural bioremediation of the groundwater, where a diesel oil leakage took place, was evaluated by monitoring geochemical indicators for 2 years. Different bioremediation techniques (biostimulation with addition of nutrients and a surfactant and bioaugmentation (injection of microorganisms)) were compared when applied individually or grouped to contaminated soils with diesel oil and the capability of different microorganisms to biodegrade commercial and weathered diesel oil was compared. Considering the current environmental management practice of reusing residues, the effects of the vinasse in the bioremediation of soils and groundwaters contaminated with diesel oil was evaluated and the capability of different bacterial cultures to use weathered diesel oil as raw material to produce biosurfactant was investigated. The Bartha & Pramer respirometric method was employed in the biodegradation experiments with soils, and, in the case of the groundwater, BOD flasks and aerated reactors. The experiments testing the biodegradability of diesel oils were carried out using the DCPIP redox indicator technique and the monitoring of the biosurfactant production by superficial tension measurements, according to the De Nöuy ring method, and employing the Krüss K6 tensiometer. From the monitoring of the geochemical indicators, it was possible to identify factors that support the efficiency of the natural bioremediation technique for the treatment of the groundwater at the area of study. The respirometric experiments demonstrated the importance of the soil nutritional balance and that no gain in terms of increasing the biodegradation efficiency was obtained with the bioaugmentation technique.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:36:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4321.pdf: 5011742 bytes, checksum: 61d67530b35683f34c3ef4b4e30917aa (MD5) Previous issue date: 2012-03-30 / Financiadora de Estudos e Projetos / Sugarcane bagasse ash is a byproduct of sugar and alcohol industry with potential for field application. However, the presence of organic contaminants such as dioxins turns necessary the development of strategies for removal of those pollutants, such as bioremediation. Because of the high toxicity of dioxins, it is wise to develop effective and low risk methods for initial evaluation of microbial degradation capacity of those compounds by using less dangerous alternatives such as screening tools to select possible microorganisms as candidates for bioremediation. In such context, this work aimed to apply statistical models to evaluate microbial growth capacity under influence of components of a compost windrow already used for other sugarcane industry residues, and also development of qualitative and quantitative methods to evaluate microbial degradation of the dye RBBR and 1,2,3,4-TCDD, molecules selected as model compounds. The Scott-Knott method grouping multiple means showed good results, indicating microbial growth inhibition of all fungi in culture medium with compost windrow, and microbial growth promotion for Aspergillus strains in sugarcane ash doped medium. Furthermore, quantification of RBBR dye in liquid broth was developed, validated and applied through a dilute-and-shoot technique followed by LC-MS/MS, where it was possible to detect up to 4,8pM of dye, being observed a degradation from 40-99% of dye over 30 days. In a similar way, it was developed and validated a GC-MS method to quantify 1,2,3,4-TCDD in liquid broth after extraction, with detection limits of 10ppb, observing a removal of up to 20% of dioxin after 30 days. Another point evaluated was the identification of RBBR degradation products, where it was observed the presence of four dye metabolites during the course of the experiment, which allowed us to propose a degradation pathway of RBBR dye by Aspergillus flavus. / A cinza do bagaço da cana-de-açúcar é um subproduto da indústria sucroalcooleira que apresenta potencial para aplicação no campo. Porém, a presença de contaminantes orgânicos como dioxinas torna necessário o desenvolvimento de estratégias para a remoção destes poluentes, como a biorremediação. Por serem as dioxinas extremamente tóxicas, é sensato o desenvolvimento de métodos eficazes e de baixo risco para avaliação inicial da capacidade microbiana de degradação destes compostos usando alternativas menos perigosas como ferramentas de triagem e seleção de micro-organismos candidatos à biorremediação. Neste contexto, este trabalho teve como objetivo o uso de modelos estatísticos para avaliação do crescimento microbiano em componentes de uma composteira já utilizada para tratamentos de outros resíduos sucroalcooleiros, bem como o desenvolvimento de métodos analíticos qualitativos e quantitativos de avalição da capacidade microbiana de degradação do corante RBBR e da 1,2,3,4-TCDD, moléculas selecionadas como modelos. O agrupamento de médias por Scott-Knott apresentou bons resultados na avaliação do crescimento microbiano, apontando inibição do crescimento de todos os fungos pela composteira, e promoção de crescimento das cepas de Aspergillus no meio com cinza. Ademais, foi desenvolvido e validado um método para quantificação do corante RBBR direto do meio de cultura líquido usando a técnica dilute-and-shoot seguido por LC-MS/MS, onde foi possível detectar até 4,8pM de corante, sendo observada uma degradação entre 40-99% do corante em 30 dias. Da maneira similar, foi desenvolvido e validado um método por GC-MS para quantificação da 1,2,3,4-TCDD em meio líquido após extração, com limites de detecção de 10ppb, onde foi observada uma remoção de até 20% da dioxina em 30 dias de cultivo. Outro ponto avaliado foi a identificação dos produtos de degradação do RBBR durante o experimento, sendo observada a presença de quatro metabólitos do corante nas amostras, o que nos permitiu propor a rota de degradação do corante por Aspergillus flavus.

Os biossurfactantes são substâncias que podem apresentar características tensoativos, sendo denominadas de biossurfactantes, as quais podem ser produzidas por bactérias e fungos quando cultivados em diferentes fontes de carbono como resultado de seu metabolismo. No presente trabalho foi investigado o potencial biotecnológico de Bacillus licheniformis UCP 1016, bactéria isolada de solo do Porto do Recife contaminado por petróleo, na produção de biossurfactante utilizando a casa de abacaxi (Ananas comosus L.), como meio alternativo. Ensaios iniciais foram realizados para avaliar a produção de bioemulsificante pela detecção da atividade hemolítica e degradação do diesel e querosene. A partir desses resultados, estudos foram realizados com a produção do bioemulsificante no meio de abacaxi controle e com diferentes concentrações dos substratos hidrofóbicos (diesel e querosene a 5 e 10%), como suplementos. Os frascos foram incubados à temperatura de 35C, 150rpm, durante 72horas, avaliando a cinética de crescimento, índice de emulsificação e tensão superficial. Com a melhor condição de obtenção do bioemulsificante foi utilizado o líquido metabólico livre de células foi utilizado para realizar a remoção do petróleo e óleo motor, como também os testes de estabilidade e fitotoxicidade. Os resultados iniciais com o B. licheniformis demonstraram atividade hemolítica e habilidade para crescer novo meio formulado com casca de abacaxi (9,5x106 UFC/mL), como também com os suplementos diesel (9,8x106 UFC/mL) e querosene ( 8,0x105 UFC/mL), com 72 h de cultivo. A menor tensão superficial apresentou uma redução de 57,73 0,15 mN/m para 38,32 0,16 mN/m, no meio de produção contendo 5% de diesel. Os testes de estabilidade demonstraram que o bioemulsificante foi estável em pH 2 e 4, em 8% de NaCl e ausência de toxicidade. O líquido metabólico livre de células foi capaz de remover 95,15% do petróleo e 85,55% do óleo queimado de motor, respectivamente. Os resultados obtidos sugerem a formulação de um meio alternativo e de baixo custo para a produção de bioemulsificante. A bactéria B. licheniformis mostrou ser um microrganismo promissor, com potencial para aplicação nos processos de biorremediação / The biosurfactants are substances that can have characteristics surfactants, being called biosurfactants, which can be produced by bacteria and fungi when grown on different carbon sources as a result of their metabolism. In the present study explores the potential of biotechnology of Bacillus licheniformis UCP 1016, soil bacteria isolated from the Port of Recife contaminated by oil, biosurfactant production using the house of pineapple (Ananas comosus L.) as an alternative. Initial trials were conducted to evaluate the production of bioemulsificante by the detection of hemolytic activity and degradation of diesel and kerosene. From these results, studies were conducted with the production of pineapple in the middle bioemulsificante control and different concentrations of hydrophobic substrates (diesel and kerosene to 5 and 10%) as supplements. The vials were incubated at 35 C, 150rpm for 72 hours, evaluating the kinetics of growth, emulsification index and surface tension. With the best condition for obtaining the bioemulsificante was used cell-free metabolic net was used for the removal of oil and motor oil, as well as stability tests and phytotoxicity. Initial results with B. licheniformis showed hemolytic activity and ability to grow new medium formulated with pineapple peel (9.5 x 106 CFU / mL), as well as supplements diesel (9.8 x 106 CFU / mL) and kerosene (8.0 x105 CFU / mL), 72 h of culture. The lowest surface tension was reduced by 57.73 0.15 mN / m to 38.32 0.16 mN / m, in the middle of production with 5% diesel. Stability tests showed that bioemulsificante was stable at pH 2 and 4 in 8% NaCl and no toxicity. The cell-free metabolic net was able to remove 95.15% and 85.55% of oil burned motor oil, respectively. Results suggest the formulation of a medium and low-cost alternative for producing bioemulsificante. The bacterium B. licheniformis was found to be a promising microorganism, with potential for application in bioremediation processes

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O aumento da poluição/degradação ambiental tem sido observado com uma crescente preocupação pelas comunidades globais, considerando como sua principal resultante os problemas de saúde e perdas significativas dos sistemas naturais. Dentre os contaminantes, os metais pesados vêm obtendo destaque por sua toxicidade e acumulação nas cadeias tróficas. Dentre os métodos de remoção/minimização de metais, a biorremediação vem ganhando espaço como alternativa viável para o tratamento de ambientes poluídos. O cádmio é um metal de altíssima toxicidade, e induz alterações celulares, que atingem a morfologia, bem como a atividade de polímeros e sistemas enzimáticos dos sistemas vivos. Contudo, alguns sistemas exibem tolerância á presença do cádmio e o estudo dessas modificações poderá fornecer dados importantes para contribuir com a biorremediação de metais pesados. Dessa formal, a presente proposta visa avaliar o comportamento de enzimas oxidativas, bem como proteínas totais, polifosfatos e estrutura celular e sorção do íon metálico em Aspergillus nidulans como resposta ao crescimento em presença de 1mM, 2mM e 3mM de cádmio. Os resultados servirão como elemento de base para o entendimento dos mecanismos metabólicos associados á sobrevivência e manutenção e viabilidade celular, que podem ser aplicados em protocolos de biorremediação de ambientes contaminados com metais pesados. Com isso, a fim de uma melhor compreensão do potencial tóxico de um componente ambiental e seus efeitos sobre a biota local, é necessária um visão ampla que envolva conhecimentos relacionados à genética, proteômica, metabolismo celular e de níveis de organização biológica mais elevada, a fim de tornar este tipo de estudo com biomarcadores uma ferramenta fundamental para o manejo e conservação do meio ambiente. / Increased pollution / environmental degradation has been observed with a growing concern for global communities , considering its main resulting health problems and significant losses of natural systems . Among the contaminants , heavy metals have been gaining prominence for its toxicity and accumulation in food chains . Among the methods of removing / minimizing metals , bioremediation is gaining momentum as a viable alternative for the treatment of polluted environments . Cadmium is a metal of high toxicity , and induces cellular changes that affect the morphology and activity of polymers and enzyme systems of living systems . However , some systems exhibit tolerance to the presence of cadmium and the study of these changes may provide important data to contribute to the bioremediation of heavy metals . This formal, this proposal aims to evaluate the behavior of oxidative enzymes and total proteins , polyphosphates and cellular structure and sorption of metal ion in Aspergillus nidulans in response to growth in the presence of 1 mM , 2 mM and 3 mM cadmium. The results will serve as input for understanding the metabolic mechanisms associated with survival and maintenance and cell viability , which can be applied in bioremediation of heavy metal contaminated environments protocols . Thus , in order to better understand the potential toxicity of an environmental component and its effects on local biota , one broad view is needed that involves knowledge related to genetics, proteomics , cellular metabolism and higher levels of biological organization, order to make this type of study biomarkers with an essential tool for the management and conservation of the environment .

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Biossurfactantes são metabólitos secundários de origem microbiana com propriedades tensoativas capazes de atuar como solubilizantes, dispersantes, formadores de espuma e agentes molhantes. Surfactantes de origem biológica são mais vantajosos do que os sintéticos, visto que exibem pouca toxicidade, biodegradabilidade e alta eficiência. Os surfactantes de origem biológica podem ser classificadas de acordo com alguns critérios como, por exemplo, seu peso molecular, carga iônica e tipo de secreção. Contudo, o princípio fundamental de classificação continua a ser a sua estrutura química, o que lhes permite ser divididos nas seguintes classes: glicolipídicos, lipopeptídicos, surfactantes particulares, ácidos graxos, fosfolipídios, lipídios neutros e biossurfactantes poliméricos. Essas biomoléculas possuem uma vasta gama de aplicações na indústria de alimentos, na agricultura, em couro, em cosméticos, na área têxtil, recuperação avançada do petróleo e na biorremediação. A contaminação de solos e águas subterrâneas por hidrocarbonetos tornou-se um foco de grande preocupação, a principal fonte destes poluentes provém de operações rotineiras de lavagem de navios, vazamentos de óleo no mar e, especialmente acidentes relacionados a exploração e transporte de petróleo. O uso de biossurfactante tornou-se uma ferramenta essencial na biorremediação de áreas impactadas por petróleo e seus derivados, estes hidrocarbonetos tornam-se mais acessíveis para degradação microbiana local quando tratados com agentes tensoativos. O biossurfactante lipopeptídico produzido por M. circinelloides apresentou atividade superficial de 26 mN/m relativamente estável em condições ambientais adversas, com uma CMC de 1,5% e rendimento de 6 g/L. O tensioativo exibiu semelhança aos surfactantes químicos por apresentar uma área de deslocamento de óleo de 50 cm2 em dispersão de água-óleo, bem como reduzir a viscosidade do óleo de 843,6 cP para 14,7 cP. Além disso, o biossurfactante foi capaz de recuperar 95,9% de óleo de motor adsorvido em uma amostra de solo argiloso, apresentando considerável potencial para uso em processos de biorremediação, especialmente na indústria de petróleo. / Biosurfactants are secondary metabolites of microbial origin with tensoactive properties capable of acting as solubilizers, dispersants, foaming agents and wetting agents. Surfactants of biological origin are more advantageous than synthetic ones, since they exhibit little toxicity, biodegradability and high efficiency. Surfactants of biological origin can be classified according to some criteria such as, for example, their molecular weight, ionic charge and type of secretion. However, the fundamental principle of classification remains their chemical structure, which allows them to be divided into the following classes: glycolipids, lipopeptides, particular surfactants, fatty acids, phospholipids, neutral lipids and polymeric biosurfactants. These biomolecules have a wide range of applications in the food industry, agriculture, leather, cosmetics, textiles, advanced oil recovery and bioremediation. Contamination of soils and groundwater by hydrocarbons has become a focus of major concern, most in developing countries, because of their wide environmental distribution, which can reach the ground, groundwater and air. Consequently, these toxic compounds are the leading causes of death from toxicity. However, the main source of hydrocarbons in the environment comes from routine shipwreck operations, oil leaks in the seabed and especially accidents related to the exploration and transportation of oil. The use of biosurfactant has become an essential tool in the bioremediation of areas impacted by oil and its derivatives, these hydrocarbons become more compatible for microbial degradation when treated with surfactants. The lipopeptide biosurfactant produced by M. circinelloides showed a relatively stable surface activity of 26 mN / m in adverse environmental conditions, with a CMC of 1.5% and yield of 6 g / L. The surfactant exhibited similarity to chemical surfactants by having a 50 cm2 oil displacement area in water-oil dispersion, as well as reducing the oil viscosity from 843.6 cP to 14.7 cP. The biosurfactant was able to recover 95.9% of adsorbed motor oil in a clayey soil sample, presenting considerable potential for use in bioremediation processes, especially in the petroleum industry.

abstract: The advantages and challenges of combining zero-valent iron (ZVI) and microbial reduction of trichloroethene (TCE) and perchlorate (ClO4-) in contaminated soil and groundwater are not well understood. The objective of this work was to identify the benefits and limitations of simultaneous application of ZVI and bioaugmentation for detoxification of TCE and ClO4- using conditions relevant to a specific contaminated site. We studied conditions representing a ZVI-injection zone and a downstream zone influenced Fe (II) produced, for simultaneous ZVI and microbial reductive dechlorination applications using bench scale semi-batch microcosm experiments. 16.5 g L-1 ZVI effectively reduced TCE to ethene and ethane but ClO4- was barely reduced. Microbial reductive dechlorination was limited by both ZVI as well as Fe (II) derived from oxidation of ZVI. In the case of TCE, rapid abiotic TCE reduction made the TCE unavailable for the dechlorinating bacteria. In the case of perchlorate, ZVI inhibited the indigenous perchlorate-reducing bacteria present in the soil and groundwater. Further, H2 generated by ZVI reactions stimulated competing microbial processes like sulfate reduction and methanogenesis. In the microcosms representing the ZVI downstream zone (Fe (II) only), we detected accumulation of cis-dichloroethene (cis-DCE) and vinyl chloride (VC) after 56 days. Some ethene also formed under these conditions. In the absence of ZVI or Fe (II), we detected complete TCE dechlorination to ethene and faster rates of ClO4- reduction. The results illustrate potential limitations of combining ZVI with microbial reduction of chlorinated compounds and show the potential that each technology has when applied separately. / Dissertation/Thesis / Masters Thesis Civil, Environmental and Sustainable Engineering 2017

Submitted by Jordan (jordanbiblio@gmail.com) on 2017-03-18T14:08:53Z No. of bitstreams: 1 DISS_2015_ Suzy Darley de Lima.pdf: 2045410 bytes, checksum: 8cfe92b2773538f714b8fb98ccefcc13 (MD5) / Approved for entry into archive by Jordan (jordanbiblio@gmail.com) on 2017-03-18T15:14:37Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DISS_2015_ Suzy Darley de Lima.pdf: 2045410 bytes, checksum: 8cfe92b2773538f714b8fb98ccefcc13 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-18T15:14:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISS_2015_ Suzy Darley de Lima.pdf: 2045410 bytes, checksum: 8cfe92b2773538f714b8fb98ccefcc13 (MD5) Previous issue date: 2015-11-27 / CAPES / A avaliação dos riscos à contaminação dos aquíferos, tem sido uma ferramenta de gestão muito estudada nos dias atuais, devido principalmente, à escassez hídrica, fazendo com que o homem recorra, cada vez mais, ao uso das águas subterrâneas para consumo humano. Um dos contaminantes dessas águas, que tem levantado diversas discussões, são os hidrocarbonetos pouco solúveis em água. O objetivo desta pesquisa foi apontar a necessidade da implantação de políticas públicas direcionadas ao processo de gestão das áreas contaminadas por postos de combustíveis no Estado de Mato Grosso, visto que estes contaminantes são fortemente danosos ao meio ambiente e à saúde humana. A pesquisa foi dividida em três etapas, onde a primeira abordou o levantamento das áreas contaminadas por postos de combustíveis no município de Cuiabá, Mato Grosso, a fim de discutir a importância do inventário para a gestão dessas áreas. A segunda etapa avaliou o risco de contaminação do aquífero, no município de Alta Floresta, Mato Grosso, com intuito de contribuir para definição de áreas que necessitam receber um tratamento prioritário, quanto à sua proteção ou a possíveis investigações adicionais, bem como a escolha do melhor local para instalações dos poços de abastecimento ou instalação de uma rede de monitoramento de qualidade das águas subterrâneas. A terceira e última etapa, foi o isolamento e caracterização de bactérias degradadoras de Diesel, encontradas em amostras de água subterrânea coletadas em um posto de combustível no município de Alta Floresta, com intuito de aplicar a técnica de biorremediação em áreas contaminadas por combustíveis derivados de petróleo. / The risk assessment to the contamination of water supplies has been a management tool widely studied today, mainly due to water shortages, causing the man resorted increasingly to the use of groundwater for human consumption. A contaminant of groundwater, which has raised several discussions, are poorly soluble hydrocarbons in water. The aim of this study was to point out the need to implement public policies directed to the process of management of areas contaminated by gas stations in the state of Mato Grosso, as these contaminants are highly damaging to the environment and human health. The research was divided into three stages, where the first addressed survey the areas contaminated by gas stations in the city of Cuiabá, Mato Grosso, to discuss the importance of inventory for the management of these areas. The second step assessed the risk of aquifer contamination in the municipality of Alta Floresta, Mato Grosso, aiming to contribute to defining areas in need receive priority treatment for their protection or possible additional investigations, as well as the choice of best place for installations of supply wells or installation of a network monitoring groundwater quality. The third and final step was the isolation and characterization of degrading bacteria Diesel, found in groundwater samples collected at a gas station in the municipality of Alta Floresta, aiming to apply the bioremediation technique in contaminated areas derived fuel oil.

Orientador: Ana Julia Fernandes / Resumo: Com o processo de expansão industrial, as regiões costeiras e estuarinas passaram a perceber a instalação de várias indústrias, devido à proximidade aos mercados consumidores e produtores, além da facilidade de escoamento de sua produção. Essas indústrias consomem uma grande quantidade de água, que é devolvida ao ambiente juntamente com uma série de substâncias tóxicas dissolvidas, incluindo hidrocarbonetos aromáticos, de biodegradabilidade intermediária e tendência à bioacumulação. Regiões estuarinas apresentam maior dificuldade de biorremediação, devido ao fato dos contaminantes ficarem aderidos ao sedimento. Além do descarte costeiro habitual, acidentes tendem a lançar uma quantidade maior e descontrolada de poluentes. A biorremediação é o processo de tratamento que utiliza os microrganismos encontrados tanto no ambiente terrestre como aquáticos contaminados para degradar substâncias toxicamente perigosas transformando-as em substâncias menos ou não tóxicas. As atividades para conter o incêndio no Terminal Químico Aratu S.A. (Ultracargo) lançou grande quantidade de hidrocarbonetos e líquido gerador de filme aquoso (AFFF) no estuário de Santos, modificando o perfil de contaminantes da região. As bactérias heterotróficas de ambientes marinhos apresentam grande potencial de biorremediação. O objetivo do presente trabalho foi avaliar, in vitro, a sucessão de espécies de bactérias heterotróficas em sedimentos do Estuário de Santos, afetados por hidrocarbonetos e AFFF e isolar e... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: With the industrial expansion, coastal and estuarine regions began to perceive installation of several industries, due to the proximity to the consumer markets and producers, besides the ease of transportation of their production. These industries consume a large amount of water, which is returned to the environment with a series of dissolved toxic substances, which includes aromatic hydrocarbons, which are slightly biodegradable and have the tendency to bioaccumulate. Estuarine regions present higher difficulty of bioremediation, since the contaminants are adhered to the sediment. In addition to the usual coastal discard, accidents tend to release a larger and uncontrolled amount of pollutants. Bioremediation is the treatment process that uses microorganisms found in both the terrestrial and aquatic environments to degrade toxic substances by transforming them into less toxic or non-toxic substances. The fire at the Terminal Químico Aratu S.A. (Ultracargo) launched a large amount of hydrocarbons and aqueous film-forming foam (AFFF) in the Santos estuary, modifying the profile of contaminants in the region. The heterotrophic bacteria of marine environments present great bioremediation potential. The objective of the present work was to evaluate in vitro the succession of heterotrophic bacteria species in Santos Estuary sediments affected by hydrocarbons and AFFF and to isolate bacterial species with potential use in bioremediation processes. The densities of heterotrophic bacteria were analyzed and the most relevant ones were identified, by morphological characteristics and molecular identification, where the Bacillus genus deserved attention. The succession suggested three species as potential bioremediators, being Bacillus pumilus, Bacillus subtilis and Staphylococcus sp... (Complete abstract electronic access below) / Mestre