O antraceno, o fenantreno e o pireno são hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (HAPs) que podem ser carcinogênicos e que não são degradados pela maioria dos microrganismos do solo. A biorremediação é uma estratégia para eliminação dos HAPs, que pode demandar a inoculação de microrganismos degradadores e a modificação das condições químicas e físicas do solo. O objetivo do presente estudo foi isolar, identificar e caracterizar microrganismos degradadores e mineralizadores de antraceno, fenantreno e pireno em meio mineral e no solo, assim como avaliar a influência do pH e da disponibilidade de água, N, P, Fe e S na biorremediação de um solo contaminado com antraceno. Seis amostras de solo de landfarming foram inoculadas individualmente a um solo contaminado em laboratório com antraceno. Após 176 dias, o solo com maior produção de C-CO2 foi utilizado para o enriquecimento em meio mineral mais antraceno. Os microrganismos foram isolados e identificados pelo seqüenciamento do gene do RNAr. A capacidade dos microrganismos em degradar os 3 HAPs no meio mineral e no solo foi avaliada por cromatografia gasosa. A mineralização de diferentes concentrações de antraceno, fenantreno e pireno no solo foi avaliada por respirometria, assim como o efeito de diferentes doses de N, P, S e Fe, de diferentes pH e umidades do solo na mineralização do antraceno. Isolou-se do solo de landfarming um consórcio microbiano composto por 6 bactérias, identificadas como Mycobacterium fortuitum, Bacillus cereus, Microbacterium sp., Gordonia polyisoprenivorans, Microbacteriaceae bacterium e Naphthaleneutilizing bacterium, e um fungo, Fusarium oxysporum. O consórcio microbiano degradou respectivamente 48, 67 e 22% do antraceno, fenantreno e pireno do meio mineral. No solo o consórcio degradou, em média, mais de 92% e mineralizou mais de 78% das diferentes concentrações destes 3 HAPs em 70 dias. As maiores mineralizações do antraceno ocorreram nos solos com as maiores umidades gravimétricas (12,5%) e pH (7,5). A adição de 100 kg ha-1 ou mais de nitrogênio no solo e a conseqüente redução da relação C:N para valores inferiores a 67:1 diminuíram a mineralização do antraceno no solo. O aumento da disponibilidade do fósforo, do ferro e do enxofre e a presença de amplas relações C:P (1076:1 a 50:1) e C:N:P (1076:16:1 a 50:1,3:1) no solo não influenciaram a mineralização do antraceno. Conclui-se que a seleção e a inoculação ao solo de microrganismos degradadores de HAPs, associado a modificação das condições ambientais, pode conduzir a um eficiente processo de biorremediação, onde a grande maioria dos HAPs é mineralizada em curto período de tempo.

O antraceno, o fenantreno e o pireno são hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (HAPs) que podem ser carcinogênicos e que não são degradados pela maioria dos microrganismos do solo. A biorremediação é uma estratégia para eliminação dos HAPs, que pode demandar a inoculação de microrganismos degradadores e a modificação das condições químicas e físicas do solo. O objetivo do presente estudo foi isolar, identificar e caracterizar microrganismos degradadores e mineralizadores de antraceno, fenantreno e pireno em meio mineral e no solo, assim como avaliar a influência do pH e da disponibilidade de água, N, P, Fe e S na biorremediação de um solo contaminado com antraceno. Seis amostras de solo de landfarming foram inoculadas individualmente a um solo contaminado em laboratório com antraceno. Após 176 dias, o solo com maior produção de C-CO2 foi utilizado para o enriquecimento em meio mineral mais antraceno. Os microrganismos foram isolados e identificados pelo seqüenciamento do gene do RNAr. A capacidade dos microrganismos em degradar os 3 HAPs no meio mineral e no solo foi avaliada por cromatografia gasosa. A mineralização de diferentes concentrações de antraceno, fenantreno e pireno no solo foi avaliada por respirometria, assim como o efeito de diferentes doses de N, P, S e Fe, de diferentes pH e umidades do solo na mineralização do antraceno. Isolou-se do solo de landfarming um consórcio microbiano composto por 6 bactérias, identificadas como Mycobacterium fortuitum, Bacillus cereus, Microbacterium sp., Gordonia polyisoprenivorans, Microbacteriaceae bacterium e Naphthaleneutilizing bacterium, e um fungo, Fusarium oxysporum. O consórcio microbiano degradou respectivamente 48, 67 e 22% do antraceno, fenantreno e pireno do meio mineral. No solo o consórcio degradou, em média, mais de 92% e mineralizou mais de 78% das diferentes concentrações destes 3 HAPs em 70 dias. As maiores mineralizações do antraceno ocorreram nos solos com as maiores umidades gravimétricas (12,5%) e pH (7,5). A adição de 100 kg ha-1 ou mais de nitrogênio no solo e a conseqüente redução da relação C:N para valores inferiores a 67:1 diminuíram a mineralização do antraceno no solo. O aumento da disponibilidade do fósforo, do ferro e do enxofre e a presença de amplas relações C:P (1076:1 a 50:1) e C:N:P (1076:16:1 a 50:1,3:1) no solo não influenciaram a mineralização do antraceno. Conclui-se que a seleção e a inoculação ao solo de microrganismos degradadores de HAPs, associado a modificação das condições ambientais, pode conduzir a um eficiente processo de biorremediação, onde a grande maioria dos HAPs é mineralizada em curto período de tempo.

O antraceno, o fenantreno e o pireno são hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (HAPs) que podem ser carcinogênicos e que não são degradados pela maioria dos microrganismos do solo. A biorremediação é uma estratégia para eliminação dos HAPs, que pode demandar a inoculação de microrganismos degradadores e a modificação das condições químicas e físicas do solo. O objetivo do presente estudo foi isolar, identificar e caracterizar microrganismos degradadores e mineralizadores de antraceno, fenantreno e pireno em meio mineral e no solo, assim como avaliar a influência do pH e da disponibilidade de água, N, P, Fe e S na biorremediação de um solo contaminado com antraceno. Seis amostras de solo de landfarming foram inoculadas individualmente a um solo contaminado em laboratório com antraceno. Após 176 dias, o solo com maior produção de C-CO2 foi utilizado para o enriquecimento em meio mineral mais antraceno. Os microrganismos foram isolados e identificados pelo seqüenciamento do gene do RNAr. A capacidade dos microrganismos em degradar os 3 HAPs no meio mineral e no solo foi avaliada por cromatografia gasosa. A mineralização de diferentes concentrações de antraceno, fenantreno e pireno no solo foi avaliada por respirometria, assim como o efeito de diferentes doses de N, P, S e Fe, de diferentes pH e umidades do solo na mineralização do antraceno. Isolou-se do solo de landfarming um consórcio microbiano composto por 6 bactérias, identificadas como Mycobacterium fortuitum, Bacillus cereus, Microbacterium sp., Gordonia polyisoprenivorans, Microbacteriaceae bacterium e Naphthaleneutilizing bacterium, e um fungo, Fusarium oxysporum. O consórcio microbiano degradou respectivamente 48, 67 e 22% do antraceno, fenantreno e pireno do meio mineral. No solo o consórcio degradou, em média, mais de 92% e mineralizou mais de 78% das diferentes concentrações destes 3 HAPs em 70 dias. As maiores mineralizações do antraceno ocorreram nos solos com as maiores umidades gravimétricas (12,5%) e pH (7,5). A adição de 100 kg ha-1 ou mais de nitrogênio no solo e a conseqüente redução da relação C:N para valores inferiores a 67:1 diminuíram a mineralização do antraceno no solo. O aumento da disponibilidade do fósforo, do ferro e do enxofre e a presença de amplas relações C:P (1076:1 a 50:1) e C:N:P (1076:16:1 a 50:1,3:1) no solo não influenciaram a mineralização do antraceno. Conclui-se que a seleção e a inoculação ao solo de microrganismos degradadores de HAPs, associado a modificação das condições ambientais, pode conduzir a um eficiente processo de biorremediação, onde a grande maioria dos HAPs é mineralizada em curto período de tempo.

Made available in DSpace on 2014-06-12T15:07:10Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo3010_1.pdf: 706044 bytes, checksum: 6da312731525adbd9157289402485b4f (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2011 / Faculdade de Amparo à Ciência e Tecnologia do Estado de Pernambuco / Juvenis do peixe estuarino Poecilia vivípara foram expostos em experimentos semi-estáticos ao hidrocarboneto policíclico aromático fenantreno, e ao metal pesado cobre. Após 96 h de exposição dos peixes às concentrações de 2,5, 10, 50, 100, e 150 &#956;g L-1 de fenantreno e 5, 20, 40, 100, 200 &#956;g L-1de cobre foram avaliados os efeitos subletais sobre biomarcadores comportamentais quantificados individualmente nos peixes. Os peixes foram monitorados com um sistema de video digital em arenas experimentais, e foi quantificada a velocidade de natação em cm s-1 durante atividade natatória espontânea e durante atividade natatória sob estímulo de náuplios de Artemia oferecidos como presas. Neste mesmo experimento com presas disponíveis foi quantificado o número de náuplios capturados. Além disso, foi avaliada a resistência natatória contra-corrente dos peixes expostos através de um sistema experimental desenvolvido durante este trabalho. Para os peixes expostos ao fenantreno também foi quantificada a acuidade visual baseada nas respostas optocinéticas. A atividade natatória sob estímulo de presas disponíveis diminuiu com a exposição dos peixes ao fenantreno, apresentando diferença estatística entre as velocidades médias (p <0,001). Foi detectado um déficit na acuidade visual, e na quantidade de presas capturadas pelos peixes expostos ao fenantreno, existindo diferença estatística para ambos parâmetros entre o controle e a concentração de 150 &#956;g L-1. Estes resultados demonstram que a exposição de P.vivipara à concentrações subletais de fenantreno alteraram sua habilidade visual e capacidade de capturar presas, apesar de não ter-se percebido modificação da resistência natatória. Por outro lado, nos peixes expostos ao cobre não foram detectadas diferenças significativas na natação espontânea, natação durante a alimentação com Artemia e na captura de náuplios. Entreteanto, houve diminuição da resistência natatória entre os peixes expostos ao cobre a 200 &#956;g L-1 e o controle, o que pode influenciar na habilidade destes indivíduos em estabelecer posição adequada em habitats em situações de corrente adversas durante o fluxo das marés em estuários onde esta espécie habita

[pt] O principal objetivo deste estudo foi avaliar a formação de metabólitos de fenantrenos, parental e alquilados, em urina de caranguejos da espécie Ucides cordatus. Foram realizados dois bioensaios em laboratório com exposição dos organismos ao fenantreno (2 ug.kg-1 e 3 ug.kg(-1))e um bioensaio com exposição aos homólogos alquilados de fenantreno 1-metilfenantreno e 2,6,9-trimetilfenantreno (0,0125 ug.kg-1 e 0,025 ug.kg(-1), respectivamente). O tempo do experimento médio foi de 96 h e nos tempos 0, 24, 48, 72 e 96 h foram coletadas amostras (1) urina para avaliação da resposta biológica através da formação de metabólitos, (2) hemolinfa para realização do ensaio do micronúcleo para verificar a formação de mutações celulares e (3) hepatopâncreas para determinação de HPA totais, principalmente os compostos de interesse no presente trabalho. Foram desenvolvidas metodologias para medidas de metabólitos em urina de caranguejo utilizando como ferramentas a cromatografia líquida de alta eficiência com detector de fluorescência (CLAE/F) e cromatografia líquida de alta eficiência com detecção por espectrometria de massas (CL/EM) com APCI. Foi identificada a formação dos metabólitos hidroxifenantreno (OHF) e, outros metabólitos de fenantreno di e tri hidroxilados em amostras de urina injetadas com fenantreno e trimetilfenantreno. Ambas as metodologias apresentaram boa sensibilidade (LQ = 0,001 e 0,01 ug.mL(-1), respectivamente) e boa linearidade (r2 =0.9998 e 0,9997, respectivamente). Não foi observada presença de mutações nas células presentes nas lâminas de hemolinfa em nenhum dos grupos dos bioensaios. As análises de HPA realizadas nas amostras de hepatopâncreas mostraram aumento na concentração de fenantreno naqueles grupos nos quais foi injetado o composto fenantreno, e não foi observada alteração nas concentrações dos metilados de fenantreno naqueles grupos injetados com 1-metilfenantreno e 2,6,9-trimetilfenantreno. Os métodos se mostraram eficiente para uma avaliação preliminar da formação de metabólitos de fenantreno e 2,6,9-trimetilfenantreno. Porém as baixas concentrações de 1-metilfenantreno e 2,6,9-trimetilfenantreno as quais os caranguejos foram expostos, não permitiram uma melhor avaliação dos dados. / [en] The main goal of this study was to evaluate the formation of phenanthrenes metabolites, parental and alkylated, in crabs Ucides cordatus urine. Laboratory experiments were carried out exposing organisms to phenanthrene (2 ug.kg-1 and 3 ug.kg-1), to the phenanthrene homologues alkylated, 1-methylphenanthrene and 2,6,9-trimethylphenanthrene (0,0125 ug.kg-1 and 0,025 ug.kg-1, respectively), to a Arabe oil and to a PAH contaminated sediment. The experiment maximum time was 96 h and at 0, 24, 48, 72 and 96 h were collected samples of: (1) urine to perform tests in order to evaluate the biological response about the formation of phenanthrene metabolites, (2) hemolymph to perform the micronucleus assay in order to verify cell mutations formation and (3) hepatopancreas to the determination of total PAH, especially this work’s interest compounds. Methodologies were developed to metabolites measurements in crab’s urine using kind of tools as the high performance liquid chromatography with fluorescence detection (HPLC/F) and high performance liquid chromatography with mass spectrometry detection (LC/MS). Were identified the formation of hydroxyphenanthrene (OHF) and other metabolites of phenanthrene, di- and tri-hydroxylated in urine samples injected with phenanthrene and trimethylphenanthrene. Both methods showed good sensitivity (LOQ = 0,001 and 0,01 ug.mL(-1), respectively) and good linearity (r2 = 0,9998 and 0,9997, respectively). There was no presence of mutated cells in the hemolymph slides in either group of bioassays. Analysis of PAH in hepatopancreas samples showed an increase in phenanthrene concentration in those groups of which the phenanthrene was the compound injected, and there was no concentrations change in methylphenanthrene on those groups injected with 1-methylphenanthrene and 2,6,9 - trimethylphenanthrene. The methods were showed to be effective in a preliminary assessment of phenanthrene and 2,6,9-trimethylphenanthrene metabolites formation. But the 1-methylphenanthrene and 2,6,9-trimethylphenanthrene low concentrations which the crabs were exposed, did not allow having a better evaluation of the data to this groups.

Made available in DSpace on 2014-06-12T15:02:45Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo1639_1.pdf: 2250705 bytes, checksum: a76f9f7b3d4a282323a0967162f24b32 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2009 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O fenantreno é um hidrocarboneto aromático policíclico (HAP), constituído por três anéis de benzeno, com características tóxicas, mutagênicas e carcinogênicas, podendo ser degradado por microorganismos. Neste trabalho foi avaliado o metabolismo do fenantreno por Cunninghamella elegans UCP 542, associado ou não a salinidade. O processo de germinação, crescimento e morfologia de C. elegans e produção de quitina e quitosana foram avaliados no meio de cultivo sintético para Mucorales, tendo como controle e tratado as concentrações de 0,1 e 0,2mM de fenantreno. Cerca de 93,75% dos esporangíolos foram capazes de germinar com fenantreno a 0,1mM, como única fonte de carbono. Contudo, os resultados indicaram que o crescimento radial com o fenantreno 0,1mM, apenas retarda o desenvolvimento da colônia. No entanto, fenantreno a 0,2mM inibiu totalmente a germinação e o crescimento, devido à alta toxicidade, confirmado pelo microcrustáceo Artemia salina. Eletrondensidade e entumescimento aumentados foram mediados pelo fenantreno durante a germinação dos esporangíolos. C. elegans demonstrou ser um fungo halofilíco. Com fenantreno a 0,1mM observou-se uma biomassa de 4,6g/L, comparável ao controle (5,77g/L). Os resultados inéditos obtidos sugerem que fenantreno a 0,1mM influencia a produção de quitina e quitosana por C. elegans, contudo, quando associado à glicose o fenantreno atuou positivamente, como condição mais favorável para os processos de remoção do fenantreno

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:53:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1808310 bytes, checksum: ca499fceff48952d8454c181384108c7 (MD5) Previous issue date: 2008-07-30 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Petroleum is the main source of fuel, and the operations of exploration, transportation, refining and distribution are potential sources of environmental pollution. In contaminated environments, the degradation of PAHs (Polycyclic Aromatic Hydrocarbons) depends on climatic factors, soil and microbial population. This study aimed to assess the potential for degradation of naphthalene, phenanthrene and benzo (a) pyrene hydrocarbons in different soils and sediments from coastal regions, both tropical and polar (Antarctica). The samples were collected in three regions, and (1) main island in the archipelago of Fernando de Noronha, (2) in the Prado coast, in southern Bahia, and (3) Islands in the South Shetlands archipelago, Antarctica. After obtaining samples of TFSA (Earth Thin Air Dried), the soils were submitted to physical and chemical analysis, and experiments were set to evaluate the degradation through respirometry, and tested the PAHs naphthalene, phenanthrene and benzo (a) pyrene. Most degradation of naphthalene was observed in soil contaminated by oil derived from oil, in Fildes (Antarctica), which was attributed to the selection of microbial populations in the efficient use of HC. The rates of degradation of phenanthrene and benzo (a) pyrene were lesser in comparison to naphthalene, which have lower molecular weight and greater solubility. The results of this study suggest that the microorganisms present in these soils, wherever there was no impact of oil spill, were not able to efficiently degrade the oil naphthalene, phenanthrene and benzo (a) pyrene, in experimental conditions tested. That would, after selection, the use of these microorganisms (adapted), the remediation of contaminants soluble in other similar areas of Antarctica. The differences between the rates of degradation of hidrocarbons relate to the levels of TOC (Total Organic Carbon) and TN (Total Nitrogen) soil of local noncontaminated. / O petróleo representa a principal fonte de combustível da humanidade, e as operações de exploração, transporte, refino e distribuição representam fontes potenciais de poluição ambiental. Em ambientes contaminados, a degradação dos HPAs (Hidrocarbonetos Policíclicos Aromáticos) depende de fatores climáticos, dos tipos de solo e das populações microbianas presentes. O presente trabalho teve por objetivo avaliar o potencial de degradação dos hidrocarbonetos naftaleno, fenantreno e benzo(a)pireno em diferentes solos e sedimentos provenientes de regiões costeiras, oceânicas tropicais e polares (Antárticas). As amostras foram coletadas em três regiões, sendo (1) na ilha principal do Arquipélago de Fernando de Noronha, (2) no litoral do Prado, no sul da Bahia, e (3) nas Ilhas do Arquipélago Shetlands do Sul, Antártica. Após a obtenção das amostras de TFSA (Terra Fina Seca ao Ar), os solos foram submetidos a análises químicas e físicas, e foram montados experimentos de degradação através de respirometria, sendo testados os HPAs naftaleno, fenantreno e benzo(a)pireno. A maior degradação de naftaleno foi observada em solo contaminado por hidrocarbonetos derivados de petróleo, em Fildes (Antártica), a qual foi atribuída à seleção de populações microbianas eficientes na utilização desse HC. A maior degradação do fenantreno e do benzo(a)pireno nos solos do Brasil ocorreu na area P5 (Manguezal de Cumuruxatiba), sendo neste caso atribuído à maior disponibilidade de nutrientes. As taxas de degradação de fenantreno e benzo(a)pireno foram menores em comparação do que a do naftaleno, que possui menor peso molecular e maior solubilidade. Os resultados deste trabalho demostram que os microrganismos presentes nos solos em estudo, onde não houve impacto conhecido de derramamento de óleo, não foram capazes de degradar eficientemente os hidrocarbonetos naftaleno, fenantreno e benzo(a)pireno, nas condições experimentais testadas. Nestes ambientes, as diferenças entre as taxas de degradação dos hidrocarbonetos se relacionam com os teores de COT (Carbono Orgânico Total) e NT (Nitrogênio Total).

Dissertação(mestrado) - Universidade Federal do Rio Grande, Programa de Pós–Graduação em Oceanografia Biológica, Instituto de Oceanografia, 2012. / Submitted by Cristiane Gomides (cristiane_gomides@hotmail.com) on 2013-11-18T15:23:39Z No. of bitstreams: 1 anderson.pdf: 2147843 bytes, checksum: 1fd27dd610099252c3f5f6c1e2b14fed (MD5) / Approved for entry into archive by Angelica Miranda (angelicacdm@gmail.com) on 2013-11-18T19:21:19Z (GMT) No. of bitstreams: 1 anderson.pdf: 2147843 bytes, checksum: 1fd27dd610099252c3f5f6c1e2b14fed (MD5) / Made available in DSpace on 2013-11-18T19:21:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 anderson.pdf: 2147843 bytes, checksum: 1fd27dd610099252c3f5f6c1e2b14fed (MD5) Previous issue date: 2012 / A poluição aquática em zonas costeiras é crescente, exigindo cada vez mais o uso de ferramentas alternativas para seu monitoramento. Dentre estas, as de maior potencial são os biomarcadores, que são medidas biológicas capazes de expressar exposição ou efeito deletério de contaminantes. Porém, a falta de informação sobre respostas de biomarcadores a contaminantes em concentrações ambientalmente relevantes constitui empecilho ao emprego destas ferramentas. Neste trabalho foram analisados os efeitos de três contaminantes em diversos biomarcadores usualmente utilizados em estudos de avaliação ambiental. Os contaminantes testados foram cobre (metal), atrazina (herbicida) e fenantreno (hidrocarboneto policíclico aromático). Os biomarcadores avaliados foram atividades enzimáticas (superóxido dismutase, catalase, glutationa redutase e glutationa s-transferase), concentração de metalotioneínas, espécies reativas de oxigênio, capacidade antioxidante, peroxidação lipídica, quebras na fita de DNA, freqüência de células micronucleadas e de anomalias nucleares, e composição iônica corporal. Os três contaminantes demonstraram potencial para afetar os biomarcadores avaliados, porém cada um afetou distintamente os grupos de biomarcadores. O efeito do cobre foi caracterizado por um elevado potencial de geração de estresse oxidativo em brânquias, fígado e músculo, além de causar dano genético através da quebra da fita de DNA e clastogenicidade. A atrazina aumentou a atividade da glutationa s-transferase, causou estresse oxidativo branquial e danos genéticos não detectáveis no ensaio cometa. Por fim, o fenantreno gerou estresse oxidativo muscular, sendo a maioria dos danos possivelmente relacionada à geração de metabólitos reativos durante sua degradação, resultando em elevada genotoxicidade e citotoxicidade, bem como perturbações de sistemas enzimáticos e da fisiologia do animal. / Aquatic pollution in coastal areas is increasing, demanding the use of alternative tools for its adequate monitoring. Among them, biomarkers are those showing higher potential for practical use. They are biological measurements capable of detecting the exposure and effects of contaminants. However, the lack of information on the response of biomarkers to contaminants at environmentally relevant levels is a constraint for the employment of these tools in monitoring programs. In the present study, the effects of three contaminants on several biomarkers commonly employed in environmental analyses were evaluated. Contaminants tested were copper (metal), atrazine (herbicide) and phenanthrene (polycyclic aromatic hydrocarbon). Biomarkers evaluated were enzyme activities (superoxide dismutase, catalase, glutathione reductase and glutathione s-transferase), metallothioneins concentration, reactive oxygen species, antioxidant capacity, lipid peroxidation, DNA strand-breaks, micronucleated cells and nuclear anomalies frequencies, and whole-body ion composition. The three contaminants showed potential to affect the biomarkers evaluated. However, each contaminant affected distinctly the groups of biomarkers. Copper effect was characterized by a elevated potential for oxidative stress generation in gills, liver and muscle. It also induced genetic damage (DNA strand-breaks) and clastogenicity. Atrazine increased glutathione stransferase activity, caused oxidative stress in gills and genetic damage non detectable by the Comet assay. Finally, phenanthrene induced oxidative stress in muscle, being most of the damage likely associated with the generation of reactive metabolites during the contaminant degradation process. Exposure to phenanthrene resulted in elevated genotoxicity and cytotoxicity, as well as perturbations of the enzymatic systems and the whole-animal physiology.

Atualmente, um dos problemas ambientais mais graves é a contaminação dos solos e das águas subterrâneas. Na Europa, já foram identificadas 300.000 áreas contaminadas ou potencialmente contaminadas e estima-se que exista 1,5 milhão. Nos Estados Unidos da América, já foram identificadas mais de 63.000. No Brasil, 1.336 áreas contaminadas foram identificadas apenas no Estado de São Paulo. Das tecnologias de remediação de áreas contaminadas, a biorremediação tem a vantagem de destruir os poluentes. No entanto, para aplicação de tal tecnologia, é necessário determinar a biodegradação dos compostos orgânicos no solo. No Brasil, faltam estes dados, pois os solos tropicais possuem características bem diferentes dos solos de regiões de clima temperado. O método respirométrico de Bartha, adaptado de uma norma holandesa, é um método simples e economicamente viável para determinar a atividade microbiológica pela geração de gás carbônico e, indiretamente, a biodegradação de contaminantes orgânicos no solo. No presente trabalho, foi estudada a sua aplicabilidade para um latossolo, tipo de solo predominante no Estado de São Paulo, utilizando como contaminante orgânico, o fenantreno. A partir dos resultados obtidos, foi possível verificar que o gás carbônico gerado não era resultante apenas da biodegradação do contaminante, mas também de reações abióticas ocorridas no solo, principalmente as de equilíbrio do carbonato de cálcio, adicionado para neutralizar o pH. Tal constatação dificulta a análise dos resultados obtidos nos ensaios de respirometria, já que o procedimento descrito na norma brasileira NBR 14283/99 relaciona diretamente a geração do gás carbônico à biodegradação do contaminante. Apesar desta dificuldade, foi possível verificar a biodegradação do fenantreno por microrganismos indígenas, que resistiram ao processo de esterilização. Verificou-se ainda, neste trabalho de pesquisa, a dificuldade de esterilização do solo em autoclave, o que limita a avaliação de remoção de contaminantes por outros mecanismos, tais como volatilização e adsorção. / Nowadays, one of the most serious environmental problems is the contamination of soil and groundwater. In Europe, 300,000 contaminated or potentially contaminated sites have already been identified and there it is estimated that 1.5 million contaminated sites exist. In the United States of America, more than 63,000 have already been identified. In Brazil, 1,336 contaminated sites have been identified in the State of São Paulo. Of the remediation technologies that can be applied for the recovery of these sites, bioremediation has the advantage of destroying the contaminants, but it is necessary to determine the degree to which they biodegrade in the soil. In Brazil, this data is lacking, since tropical soil has different characteristics than the soil of regions with temperate climates. Bartha’s respirometric method, adapted from a Dutch norm, is a simple and economically viable method for determining carbon dioxide generation and, indirectly, the biodegradation of organic contaminants in the soil. In this research, this method’s applicability was studied for a typical tropical soil, predominant in the State of São Paulo, using phenantrene as an organic contaminant. Based on the results of this study, it was possible to verify that the carbon dioxide generated resulted not only from the biodegradation of the contaminant, but also from abiotic reactions that occurred in the soil, mainly from the balance of calcium carbonate, added to neutralize the pH. This fact makes the analysis of the results of the respirometric tests more difficult, since the procedure described in Brazilian norm NBR 14283/99 relates the generation of carbon dioxide directly to the biodegradation of the contaminant. Despite this difficulty, it was possible to verify the biodegradation of the phenantrene for indigenous microorganisms. Furthermore, this research verified the difficulty of sterilizing the soil, which would make it difficult to evaluate the removal of contaminants by other mechanisms, such as volatilization and adsorption.

Magíster en Bioquímica área de especialización Bioquímica Ambiental y Memoria para optar al Título de Bioquímico / Autor no autoriza el acceso a texto completo de su documento hasta enero de 2019 / La Antártica es el continente más austral de la tierra, contiene cerca del 80% de las reservas de agua dulce del planeta y presenta una serie de condiciones extremas, como bajas temperaturas y alta radiación ultravioleta. A pesar de esto, el hombre ha sido capaz de sobrevivir en la región y realizar actividades científicas y de explotación durante más de 80 años. Como consecuencia, las distintas zonas habitadas han sufrido contaminación, principalmente asociada a diesel. Este compuesto es nocivo, ya que presenta una gran cantidad de moléculas orgánicas como hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAPs) y compuestos inorgánicos como metales pesados (Cd, Cr y Pb). La descontaminación de HAPs se puede llevar a cabo mediante procesos físicos, químicos y biológicos. Los procesos biológicos representan una opción ecológica, económica y segura, que involucra una menor alteración de los suelos y en consecuencia constituye una excelente alternativa para la descontaminación del territorio Antártico. A la fecha, se ha reportado un gran número de bacterias capaces de degradar HAPs. Sin embargo, debido al Tratado Antártico no está permitido ingresar microorganismos o ADN foráneo al continente, por lo que se hace vital encontrar bacterias nativas que puedan ser usadas en la biorremediación de diesel en Antártica. Debido a su mayor solubilidad en agua, menor toxicidad para el humano y similitud estructural con otros HAPs, el compuesto que se utiliza como modelo para aislar y estudiar microorganismos degradadores de HAPs es el fenantreno. En base a lo expuesto, se planteó la hipótesis: “La presencia de hidrocarburos aromáticos policíclicos y metales pesados en suelos antárticos ha favorecido el desarrollo de bacterias degradadoras de fenantreno resistentes a metales”. El objetivo general de este trabajo fue aislar y caracterizar bacterias antárticas resistentes a metales pesados (Cd, Cr y Pb) y evaluar su capacidad de metabolizar fenantreno. Para esto se utilizó muestras de suelo antártico obtenido de distintas zonas expuestas y no expuestas a diesel, las cuales fueron caracterizadas química y biológicamente. Además, se aisló y caracterizó bacterias degradadoras de fenantreno resistentes a metales y se estudiaron los procesos asociados a la degradación de fenantreno. Durante este trabajo de tesis se utilizó muestras de suelo obtenidas de la 49° Expedición Científica Antártico (ECA 49°): 4 muestras de suelos no expuestos a diesel (A0, B4, C3 y C8) y 4 muestras de suelos expuestos a diesel (D3, D4, E2 y E4). El análisis del suelo determinó la presencia de HAPs en los suelos expuestos a diesel, en promedio 1000 veces más concentrado que en los suelos sin exposición. Además, en los suelos D3 y D4 (suelos expuestos a diesel) se observó una mayor concentración de cadmio y plomo total en comparación a todas las muestras, sobre los 30 y 600 mg Kg-1, respectivamente. Respecto a la caracterización biológica, el suelo expuesto a diesel D4 presentó mayor actividad biológica y número de heterótrofos, relacionado directamente al contenido de HAP (el suelo D4 presentó la mayor concentración del hidrocarburo, ̴ 30 mg Kg-1). De los 8 suelos se aisló 350 microorganismos, de los cuales 53 fueron capaces de degradar fenantreno. Mediante un screening desarrollado durante esta tesis basado en espectroscopía de fluorescencia total asociada a calibración multivariada, se seleccionó 3 aislados por su alto nivel de degradación. Estos microorganismos se caracterizaron, en particular la cepa D43FB (identificada como Pseudomonas flavescens) resiste 25 mg L-1 de Cd+2 y 5 mg L-1 de Cr+6. Además, tras 7 de incubación es capaz de degradar hasta un 80% de fenantreno en medio M9 con el hidrocarburo como única fuente de carbono. Al agregar 0.025, 0.05 y 0.5 mg L-1 de Cd+2 el porcentaje de degradación es 60, 26 y 25 mg L-1, respectivamente. Además, en un proceso de bioaumetación de suelos degrada aproximadamente un 75% de los hidrocarburos presentes en el terrario. Por otro lado, a este aislado se asoció su capacidad de degradar fenantreno a la facultad de formar biopelículas y adherirse a cristales de este compuesto, junto con descartar la liberación de biosurfactante o la quimiotaxis. Siendo una excelente alternativa para más ensayos de biorremediación de suelos. El trabajo planteado tiene profundas implicaciones para estudios en biorremediación y potencialmente podría representar una alternativa de descontaminación de ecosistemas antárticos aprovechando los bio recursos propios de la Antártica. La proyección de este trabajo está asociada a dilucidar completamente los procesos asociados a la degradación de Pseudomonas flavescens D43FB y continuar ensayos de biorremediación en terrarios, y así eventualmente terminar la investigación en un proceso in situ en Antártica / Antarctica is the southernmost continent on earth, contains ~80% of the planet's fresh water and presents a series of extreme conditions such as low temperatures and high ultraviolet radiation. Despite this, the man has been able to survive in the region doing scientific and operational activities for over 80 years. Consequently, various inhabited areas have been contaminated mainly with diesel. This compound is harmful, because it is composed by organic molecules such as polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) and heavy metals (Cd, Cr and Pb). Decontamination of PAHs can be accomplished by physical, chemical and biological processes. Biological processes represent an ecological, economical and safe option that involves a minor alteration of the soil and thus is an excellent alternative for the decontamination of the Antarctic territory. To date, a large number of bacteria capable of degrading PAHs has been reported, however due to the Antarctic treaty is prohibited to enter foreign DNA and microorganisms to the mainland, so it is vital to find native bacteria that can be used in diesel bioremediation. Due to its higher solubility in water, lower toxicity to humans and structural similarities to other PAHs, the compound used as a model to isolate and study PAH degraders is phenanthrene. Based on the above, in this thesis the following hypothesis was proposed: "The presence of polycyclic aromatic hydrocarbons and heavy metals in Antarctic soils has favored the development of phenanthrene degrading bacteria resistant to heavy metals". The overall objective of this work was to isolate and characterize Antarctic bacteria resistant to heavy metals (Cd, Cr and Pb) and assess their ability to metabolize phenanthrene. To accomplish this, Antarctic soils obtained from different areas exposed to diesel were characterized chemically and biologically. Also, phenanthrene degrading bacteria resistant to heavy metals were isolated and characterized, and the degradation mechanisms involved were studied. Soil samples were obtained during the 49th expedition to the Antarctic continent (ECA 49), 4 soils none exposed to diesel (A0, B4, C3 and C8) and 4 soils exposed to diesel (D3, D4, E2 and E4). Soil analysis determined the presence of tri-aromatic polycyclic hydrocarbons in soil exposed to diesel, on average 1000 times more concentrated than in soils with no exposure. Moreover, D3 and D4 soils (exposed to diesel) display a greater cadmium concentration and total lead when compared to all samples, ~30 and 600 mg Kg-1, respectively. Regarding the biological characterization, soil exposed to diesel D4, display greater biological activity and heterotrophes, a result that was directly related to PAH content (D4 soil display the highest concentration of hydrocarbons, ~30 mg Kg-1). This relationship was confirmed by a soil enrichment test with phenanthrene, where it was observed that phenanthrene acts as a supplement in soils exposed to diesel. 350 environmental microorganisms were isolated from the 8 Antarctic soils, 53 of them were able to degrade phenanthrene. Three of them were selected for their high capacity to degrade the hydrocarbon. These isolates were selected through a screening developed during this thesis, based on total fluorescence spectroscopy associated to second order multivariate calibration. Selected isolates were characterized and the resistance to heavy metals was determined. In particular, strain D43FB (corresponding to Pseudomonas flavescens) resists 25 mg L-1 of Cd+2 and 5 mg L-1 of Cr+6. After 7 days, this bacterium was able to degrade ~80% of phenanthrene in M9 medium with the hydrocarbon as a sole carbon source. By adding 0.025, 0.05 and 0.5 mg L-1 of Cd+2 this value decreases to 60, 26 and 25 mg L-1, respectively. Moreover, in a bioaugmentation assay of soil the isolate is capable of degrading ̴75 % of PAH present in the terrarium. In the other hand, the capacity of this microorganism to degrade phenanthrene was associated with their ability to form biofilm and adhere to phenanthrene crystals. The proposed work has profound implications for bioremediation studies and potentially could represent an alternative for the decontamination of Antarctic ecosystems. The projection of this work is linked to fully elucidate the mechanism of degradation of Pseudomonas flavescens D43FB and continue testing bioremediation in terrariums, and so eventually complete the investigation with an in situ process in Antarctica / Fondecyt, INACH T_19-11 e INACH MT-05_13