Made available in DSpace on 2014-06-12T18:06:02Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo5614_1.pdf: 3079931 bytes, checksum: 9639dfcd1a521a3274af27d22288968d (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2011 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Bioaumentação é um processo que procura melhorar o tratamento biológico pelo aumento da diversidade e/ou atividade através da introdução direta de microorganismos selecionados (natural ou melhorado geneticamente) em uma planta de tratamento de efluentes. Nos últimos anos, o mercado vem apresentando vários produtos de biotecnologia que podem ter aplicação industrial ou mesmo domiciliar, mostrando ser esse um ramo bastante promissor. O objetivo geral deste trabalho consiste em avaliar e comparar o desempenho de três produtos comerciais empregados no tratamento de efluentes líquidos em sistemas intermitentes e contínuos. As formulações comerciais testadas foram: duas de composição bacteriana (Biomix e Enzilimp) e uma composta exclusivamente por fungos (Biocatalizador Beraca). A pesquisa foi dividida em duas partes: uma em experimentos com efluente sintético de composição conhecida e outra em experimentos com efluente bruto (ETE Cabanga). Foi avaliada a eficiência de remoção da matéria orgânica dos produtos em reatores tipo batelada e contínuo, com e sem aeração difusa. O volume útil das unidades reacionais utilizadas era de 4,5 L e cada uma recebeu 3,5 L de efluente (sintético ou real). Essas unidades foram inoculadas com a biomassa na concentração conforme fixado pelo fabricante. A amostra de efluente sintético ou real foi previamente caracterizada a partir dos seguintes parâmetros: DQO, DQO solúvel, DBO, série de sólidos, cloretos, P total, nitrito e nitrato, NTK, N-NH4, STD, salinidade, OD, pH, turbidez e condutividade. Durante o monitoramento do sistema, foram realizadas análises diárias para verificar os parâmetros: pH, turbidez, condutividade, salinidade e STD. A fração de matéria orgânica foi monitorada a cada 48 horas, sendo medidas as concentrações em DQO e DQO solúvel. A determinação da DBO foi realizada no início e no final do monitoramento. Durante o experimento realizado em reator batelada e com aeração a biomassa Beraca obteve maior eficiência de remoção da matéria orgânica em termos de DQO, entre 96 e 98 %, sendo esse valor registrado já no quarto dia de monitoramento. As demais biomassas Biomix e Enzilimp tiveram um comportamento similar em termos de eficiência de remoção de DQO acima de 70 % - com um tempo cinético de degradação mais elevado cerca de 12 dias. Para os demais parâmetros a biomassa Beraca teve um desempenho superior com exceção da turbidez que não foi alterada e o teor de sais que foi bem inferior no final do experimento. Pelo exposto, pode-se concluir que o produto comercial Beraca foi superior em termos de remoção de material orgânico, apresentando um menor tempo de degradação e sem alteração da turbidez, fato esse considerado favorável para aplicação do produto em ETE composta apenas por tratamento primário

O óleo lubrificante mineral é amplamente utilizado no cenário mundial no funcionamento de máquinas e motores. No entanto, o ciclo de vida deste petro-derivado resulta na geração de um resíduo (óleo lubrificante usado), o qual é nocivo ao meio ambiente quando não descartado adequadamente ou reciclado. No Brasil, apesar das normas que tratam especificamente do armazenamento, recolhimento e destino de óleo lubrificante usado, grande parte do mesmo ainda é despejado diretamente no meio ambiente, sem qualquer tratamento, sendo de grande importância estudos que visem o entendimento dos processos e o desenvolvimento de tecnologias de remediação de áreas contaminadas por esse resíduo. O objetivo geral do presente trabalho foi conduzir estudos de tratabilidade de solo arenoso contaminado experimentalmente com 5% (m m-1 seco) de óleo lubrificante usado, através de duas diferentes estratégias de biorremediação: bioestímulo e bioaumento. Foram conduzidos dois experimentos. No primeiro, foi avaliada a atividade microbiana aeróbia na biodegradação do OLU através do método respirométrico de Bartha. No segundo, foram montados três biorreatores de fase sólida simulando biopilhas estáticas com aeração forçada, cada um contendo 125 kg de solo e 5% (m m-1 seco) de óleo lubrificante automotivo usado, os quais receberam como tratamento: bioestímulo por ajuste de pH e umidade (BIOSca); bioestímulo por ajuste de pH e umidade associado ao bioaumento com a adição de composto maduro (BIOA1ca) ; e bioestímulo por ajuste de pH e umidade associado ao bioaumento com a adição de composto jovem (BIOA2ca). Foram também montados três biorreatores de bancada simulando biopilhas estáticas sem aeração forçada, cada um contendo 3 kg de solo e 5% (m m-1) do mesmo contaminante, sendo que o primeiro continha solo sem contaminação - CONTsa, o segundo, solo contaminado com ajuste de pH BIOSsa e o terceiro, solo contaminado com adição de 0,3% de azida sódica - ABIOsa. Os tratamentos foram avaliados pela remoção de hidrocarbonetos totais de petróleo (HTPs) e após 120 dias de experimento obteve-se remoções de HTPs de 84,75%, 99,99% e 99,99%, com BIOS, BIOA1 e BIOA2, respectivamente, demonstrando que a estratégia de bioestímulo associada ao bioaumento foram promissoras na remediação do solo contaminado pelo óleo lubrificante usado. Os tratamentos que receberam composto (BIOA1 e BIOA2) não apresentaram diferenças quanto à remoção de HTPs, evidenciando que a fase de maturação dos compostos não apresentou influência na eficiência do processo. No entanto, verificou-se uma eficiência nos tratamentos que receberam composto quando comparado ao tratamento sem adição de composto / Lubricating oil is worldwide in machinery and motors. The life-cycle of this petroleum-based product generates a waste, the spent lubricating oil SLO, which is hazardous to the environment when inappropriately disposed. In Brazil, regardless the norms that establish rules for storage, collection, recycling and final disposal of spent-lubricating oil, a large part of it ends up in different environment compartments, causing among others, soil contamination. Therefore, it is important to carry out studies focusing on processes and technology development for remediation of sites contaminated by SLO. The objective of this work was to carry out two experiments of treatability studies for sandy soil contaminated experimentally with 5% (weight/dry weight) of SLO, through two different bioremediation strategies: biostimulation and bioaugmentation. During the first experiment, the aerobic microbial activity in SLO-contaminated soil was assessed through Barthas respirometry (CO2 productino). During the second experiment, three reactors simulating static biopiles with forced (up-flow) aeration received 125 kg of soil contaminated with 5% (w/dw) SLO, which received the following treatments: pH and moisture adjustment-BIOSca; pH and moisture adjustment associated to bioaugmentation through addition of mature compost from urban solid waste-BIOA1ca and pH and moisture adjustment associated to bioaugmentation with non-mature compost-BIOA2ca. Another group of three bench reactors with no forced aeration, each one containing 3 kg of soil also contaminated with 5% (w/dw) of SLO were filled as following: the first received non-contaminated soil-CONTsa; the second received contaminated soil with pH adjustment-BIOSsa; the third one received contaminated soil with addition of 0.3% (w/dry w) of sodium azide-ABIOsa. The treatments were compared based on removal of total petroleum hydrocarbons (TPHs) and its fractions. After 120 days, the TPH removal was about 75%, 99.99% and 99.99% in BIOS, BIOA1 and BIOA2 respectively, suggesting that optimization of conditions associated to bioaugmentation were the most promising strategy to treat SLO contaminated soils. The fact that after 120 days BIOA1 e BIOA2 did not present differences regarding TPH removal shows that giving time enough, the degree of the compost maturation does not influence the TPH removal. However, treatments that received compost were more efficient than biostimulation alone

O óleo lubrificante mineral é amplamente utilizado no cenário mundial no funcionamento de máquinas e motores. No entanto, o ciclo de vida deste petro-derivado resulta na geração de um resíduo (óleo lubrificante usado), o qual é nocivo ao meio ambiente quando não descartado adequadamente ou reciclado. No Brasil, apesar das normas que tratam especificamente do armazenamento, recolhimento e destino de óleo lubrificante usado, grande parte do mesmo ainda é despejado diretamente no meio ambiente, sem qualquer tratamento, sendo de grande importância estudos que visem o entendimento dos processos e o desenvolvimento de tecnologias de remediação de áreas contaminadas por esse resíduo. O objetivo geral do presente trabalho foi conduzir estudos de tratabilidade de solo arenoso contaminado experimentalmente com 5% (m m-1 seco) de óleo lubrificante usado, através de duas diferentes estratégias de biorremediação: bioestímulo e bioaumento. Foram conduzidos dois experimentos. No primeiro, foi avaliada a atividade microbiana aeróbia na biodegradação do OLU através do método respirométrico de Bartha. No segundo, foram montados três biorreatores de fase sólida simulando biopilhas estáticas com aeração forçada, cada um contendo 125 kg de solo e 5% (m m-1 seco) de óleo lubrificante automotivo usado, os quais receberam como tratamento: bioestímulo por ajuste de pH e umidade (BIOSca); bioestímulo por ajuste de pH e umidade associado ao bioaumento com a adição de composto maduro (BIOA1ca) ; e bioestímulo por ajuste de pH e umidade associado ao bioaumento com a adição de composto jovem (BIOA2ca). Foram também montados três biorreatores de bancada simulando biopilhas estáticas sem aeração forçada, cada um contendo 3 kg de solo e 5% (m m-1) do mesmo contaminante, sendo que o primeiro continha solo sem contaminação - CONTsa, o segundo, solo contaminado com ajuste de pH BIOSsa e o terceiro, solo contaminado com adição de 0,3% de azida sódica - ABIOsa. Os tratamentos foram avaliados pela remoção de hidrocarbonetos totais de petróleo (HTPs) e após 120 dias de experimento obteve-se remoções de HTPs de 84,75%, 99,99% e 99,99%, com BIOS, BIOA1 e BIOA2, respectivamente, demonstrando que a estratégia de bioestímulo associada ao bioaumento foram promissoras na remediação do solo contaminado pelo óleo lubrificante usado. Os tratamentos que receberam composto (BIOA1 e BIOA2) não apresentaram diferenças quanto à remoção de HTPs, evidenciando que a fase de maturação dos compostos não apresentou influência na eficiência do processo. No entanto, verificou-se uma eficiência nos tratamentos que receberam composto quando comparado ao tratamento sem adição de composto / Lubricating oil is worldwide in machinery and motors. The life-cycle of this petroleum-based product generates a waste, the spent lubricating oil SLO, which is hazardous to the environment when inappropriately disposed. In Brazil, regardless the norms that establish rules for storage, collection, recycling and final disposal of spent-lubricating oil, a large part of it ends up in different environment compartments, causing among others, soil contamination. Therefore, it is important to carry out studies focusing on processes and technology development for remediation of sites contaminated by SLO. The objective of this work was to carry out two experiments of treatability studies for sandy soil contaminated experimentally with 5% (weight/dry weight) of SLO, through two different bioremediation strategies: biostimulation and bioaugmentation. During the first experiment, the aerobic microbial activity in SLO-contaminated soil was assessed through Barthas respirometry (CO2 productino). During the second experiment, three reactors simulating static biopiles with forced (up-flow) aeration received 125 kg of soil contaminated with 5% (w/dw) SLO, which received the following treatments: pH and moisture adjustment-BIOSca; pH and moisture adjustment associated to bioaugmentation through addition of mature compost from urban solid waste-BIOA1ca and pH and moisture adjustment associated to bioaugmentation with non-mature compost-BIOA2ca. Another group of three bench reactors with no forced aeration, each one containing 3 kg of soil also contaminated with 5% (w/dw) of SLO were filled as following: the first received non-contaminated soil-CONTsa; the second received contaminated soil with pH adjustment-BIOSsa; the third one received contaminated soil with addition of 0.3% (w/dry w) of sodium azide-ABIOsa. The treatments were compared based on removal of total petroleum hydrocarbons (TPHs) and its fractions. After 120 days, the TPH removal was about 75%, 99.99% and 99.99% in BIOS, BIOA1 and BIOA2 respectively, suggesting that optimization of conditions associated to bioaugmentation were the most promising strategy to treat SLO contaminated soils. The fact that after 120 days BIOA1 e BIOA2 did not present differences regarding TPH removal shows that giving time enough, the degree of the compost maturation does not influence the TPH removal. However, treatments that received compost were more efficient than biostimulation alone

No Brasil, a contaminação do solo por derramamentos de combustíveis representa um dos mais graves problemas ambientais e o impacto da introdução de novas misturas como diesel/biodiesel na matriz energética requer investigação quanto a tecnologias apropriadas de remediação. O presente estudo teve por objetivo avaliar diferentes estratégias de biorremediação no tratamento de solo contaminado experimentalmente com óleo diesel B5. Foram conduzidos três experimentos. No primeiro, quatro microcosmos em duplicata, contendo 500 g de solo e 5% (p/p) de óleo diesel B5, todos suplementados com oxigênio através de revolvimento manual e com ajuste de umidade, tiveram como tratamentos: bioestímulo com ajuste de pH (BE1); bioestímulo com ajuste de pH e nutrientes (BE2); bioaumento com ajuste de pH, nutrientes e adição de consórcio microbiano comercial KMA (BAM) e; controle abiótico, com ajuste de pH e solo esterilizado em autoclave (PA). Paralelamente, foi conduzido tratamento por bioaumento com ajuste de pH e nutrientes, suplementação de oxigênio e consórcio KMA, em solo contaminado apenas por diesel a 5% (BAD). A população microbiana foi monitorada através da contagem de UFC e os tratamentos, avaliados pela remoção de carbono orgânico e de hidrocarbonetos de petróleo (n-alcanos C10-C36). No segundo experimento, o metabolismo microbiano aeróbio foi avaliado através da produção de CO2 em respirômetros de Bartha (triplicatas), em solo contaminado com 5% (p/p) de óleo diesel B5, ajustado para pH e umidade, nas seguintes condições: solo com adição do consórcio KMA; solo com adição de cultura microbiana obtida a partir de outro solo proveniente de um posto de combustível com histórico de vazamento de tanques (RES) e; solo esterilizado por adição de azida de sódio a 0,3% (p/p). Como controle, solo sem contaminação, com sua população microbiana autóctone. No terceiro experimento, a capacidade da microbiota autóctone (EX), assim como do consórcio KMA e da cultura RES, em biodegradar óleo diesel B5, diesel e biodiesel de soja foi testada através do uso de indicadores de oxirredução DCPIP e TTC. Os experimentos em microcosmos indicam que houve uma complementaridade metabólica entre a população nativa e o consórcio comercial de microorganismos KMA, cuja presença promoveu um decaimento mais rápido de n-alcanos nas primeiras semanas do experimento. No entanto, após 63 dias de experimento, os tratamentos BAM, BAD e BE2 apresentaram, respectivamente, em média, 92,7%, 89,4% e 81,7% de remoção dos hidrocarbonetos n-alcanos C10-C36, sendo tais diferenças, sem significância estatística. Nos respirômetros, o bioaumento com cultura microbiana RES apresentou a maior produção de CO2 e a maior remoção de hidrocarbonetos (46,2%) após 29 dias. Tanto nos ensaios em microcosmos quanto nos respirométricos, não foi possível estimar a contribuição dos processos abióticos, tendo em vista evidências da existência de atividade microbiana no solo esterilizado térmica ou quimicamente. Os ensaios com os dois indicadores redox mostraram que apenas a microbiota nativa do solo em estudo e a cultura microbiana RES apresentaram potencial para degradar óleo diesel B5, biodiesel de soja ou diesel, quando colocadas em meio mineral contendo tais combustíveis como única fonte de carbono. / In Brazil, the contamination of soils due to spill of fuels is one of the most serious environmental problems. The impact of introducing new fuel mixtures in the energy matrix, such as diesel/biodiesel requires investigation regarding appropriate remediation technologies. The objective of this study was to assess different bioremediation strategies for treatment of soil spiked with diesel B5 (diesel plus 5% of biodiesel w/w). Three experiments were carried out. In the first, four microcosms (in duplicate), with 500g of soil and 5% (w/w) of diesel B5 each, being all of them supplied with oxygen by manual stirring and with moisture, performed the following treatments: bio-stimulation with pH adjustment (BE1); bio-stimulation with pH and nutrients (N, P) adjustment (BE2); bio-augmentation with pH and nutrients adjustment and addition of a commercial consortium of microorganisms KMA (BAM); abiotic processes control with pH adjustment and soil that underwent thermal sterilization (PA). As a control of the effect of biodiesel, a bio-augmentation treatment was carried out with pH and nutrients adjustment, oxygen supply and addition of KMA consortium, in soil contaminated only with diesel at 5% (w/w) (BAD). The microorganisms populations were monitored through colony-forming units CFU, and the treatment efficiency was estimated based on removal of total organic carbon (TOC) and petroleum hydrocarbon (n-alkanes C10-C36). In the second experiment, the microorganisms aerobic metabolism was assessed through measurement of the CO2 production in Barthas respirometers in triplicates, pH and moisture adjustment, under the following conditions: Contaminated soil inoculated with KMA consortium; contaminated soil inoculated with a microorganisms culture obtained from another soil excavated from a gas station with leaking from the tanks (RES); contaminated soil sterilized with sodium azide 0.3% (w/w) (PA). As a control, soil with no contamination and its indigenous microbiota was monitored. In the third experiment, the capacity of the indigenous microbiota (EX), as well as the consortia KMA and RES in biodegrading diesel B5 and pure biodiesel from soil-beans were assessed by using the oxi-reduction indicators DCPIP and TTC. The experiments in microcosms showed a higher percentage of decay in n-alkanes C10-C36 during the first weeks, in those microcosms where commercial consortium KMA was added, suggesting metabolic complementation between the indigenous and the KMA microbiota. However, after 63 days, the treatments BAM, BAD and BE2 showed respectively the average removal of 92.7%, 89.4% and 81.7% of n-alkanes C10-C36, been the differences statistically not significant. In both experiments (microcosms and Bartha respirometers) it was not possible to estimate the contribution of the abiotic processes alone, due to clear indication of microbiological activity in the soils that underwent thermal or chemical sterilization. In the Bartha respirometers, bio-augmentation with the RES culture presented higher CO2 production and the highest hydrocarbons removal (46.2%) after 29 days. The assays with the redox indicators showed that both the native microbiota of the soil and the RES microbial culture presented potential to degrade diesel B5, biodiesel and diesel, when placed in mineral media with these fuels as the only carbon source.

No Brasil, a contaminação do solo por derramamentos de combustíveis representa um dos mais graves problemas ambientais e o impacto da introdução de novas misturas como diesel/biodiesel na matriz energética requer investigação quanto a tecnologias apropriadas de remediação. O presente estudo teve por objetivo avaliar diferentes estratégias de biorremediação no tratamento de solo contaminado experimentalmente com óleo diesel B5. Foram conduzidos três experimentos. No primeiro, quatro microcosmos em duplicata, contendo 500 g de solo e 5% (p/p) de óleo diesel B5, todos suplementados com oxigênio através de revolvimento manual e com ajuste de umidade, tiveram como tratamentos: bioestímulo com ajuste de pH (BE1); bioestímulo com ajuste de pH e nutrientes (BE2); bioaumento com ajuste de pH, nutrientes e adição de consórcio microbiano comercial KMA (BAM) e; controle abiótico, com ajuste de pH e solo esterilizado em autoclave (PA). Paralelamente, foi conduzido tratamento por bioaumento com ajuste de pH e nutrientes, suplementação de oxigênio e consórcio KMA, em solo contaminado apenas por diesel a 5% (BAD). A população microbiana foi monitorada através da contagem de UFC e os tratamentos, avaliados pela remoção de carbono orgânico e de hidrocarbonetos de petróleo (n-alcanos C10-C36). No segundo experimento, o metabolismo microbiano aeróbio foi avaliado através da produção de CO2 em respirômetros de Bartha (triplicatas), em solo contaminado com 5% (p/p) de óleo diesel B5, ajustado para pH e umidade, nas seguintes condições: solo com adição do consórcio KMA; solo com adição de cultura microbiana obtida a partir de outro solo proveniente de um posto de combustível com histórico de vazamento de tanques (RES) e; solo esterilizado por adição de azida de sódio a 0,3% (p/p). Como controle, solo sem contaminação, com sua população microbiana autóctone. No terceiro experimento, a capacidade da microbiota autóctone (EX), assim como do consórcio KMA e da cultura RES, em biodegradar óleo diesel B5, diesel e biodiesel de soja foi testada através do uso de indicadores de oxirredução DCPIP e TTC. Os experimentos em microcosmos indicam que houve uma complementaridade metabólica entre a população nativa e o consórcio comercial de microorganismos KMA, cuja presença promoveu um decaimento mais rápido de n-alcanos nas primeiras semanas do experimento. No entanto, após 63 dias de experimento, os tratamentos BAM, BAD e BE2 apresentaram, respectivamente, em média, 92,7%, 89,4% e 81,7% de remoção dos hidrocarbonetos n-alcanos C10-C36, sendo tais diferenças, sem significância estatística. Nos respirômetros, o bioaumento com cultura microbiana RES apresentou a maior produção de CO2 e a maior remoção de hidrocarbonetos (46,2%) após 29 dias. Tanto nos ensaios em microcosmos quanto nos respirométricos, não foi possível estimar a contribuição dos processos abióticos, tendo em vista evidências da existência de atividade microbiana no solo esterilizado térmica ou quimicamente. Os ensaios com os dois indicadores redox mostraram que apenas a microbiota nativa do solo em estudo e a cultura microbiana RES apresentaram potencial para degradar óleo diesel B5, biodiesel de soja ou diesel, quando colocadas em meio mineral contendo tais combustíveis como única fonte de carbono. / In Brazil, the contamination of soils due to spill of fuels is one of the most serious environmental problems. The impact of introducing new fuel mixtures in the energy matrix, such as diesel/biodiesel requires investigation regarding appropriate remediation technologies. The objective of this study was to assess different bioremediation strategies for treatment of soil spiked with diesel B5 (diesel plus 5% of biodiesel w/w). Three experiments were carried out. In the first, four microcosms (in duplicate), with 500g of soil and 5% (w/w) of diesel B5 each, being all of them supplied with oxygen by manual stirring and with moisture, performed the following treatments: bio-stimulation with pH adjustment (BE1); bio-stimulation with pH and nutrients (N, P) adjustment (BE2); bio-augmentation with pH and nutrients adjustment and addition of a commercial consortium of microorganisms KMA (BAM); abiotic processes control with pH adjustment and soil that underwent thermal sterilization (PA). As a control of the effect of biodiesel, a bio-augmentation treatment was carried out with pH and nutrients adjustment, oxygen supply and addition of KMA consortium, in soil contaminated only with diesel at 5% (w/w) (BAD). The microorganisms populations were monitored through colony-forming units CFU, and the treatment efficiency was estimated based on removal of total organic carbon (TOC) and petroleum hydrocarbon (n-alkanes C10-C36). In the second experiment, the microorganisms aerobic metabolism was assessed through measurement of the CO2 production in Barthas respirometers in triplicates, pH and moisture adjustment, under the following conditions: Contaminated soil inoculated with KMA consortium; contaminated soil inoculated with a microorganisms culture obtained from another soil excavated from a gas station with leaking from the tanks (RES); contaminated soil sterilized with sodium azide 0.3% (w/w) (PA). As a control, soil with no contamination and its indigenous microbiota was monitored. In the third experiment, the capacity of the indigenous microbiota (EX), as well as the consortia KMA and RES in biodegrading diesel B5 and pure biodiesel from soil-beans were assessed by using the oxi-reduction indicators DCPIP and TTC. The experiments in microcosms showed a higher percentage of decay in n-alkanes C10-C36 during the first weeks, in those microcosms where commercial consortium KMA was added, suggesting metabolic complementation between the indigenous and the KMA microbiota. However, after 63 days, the treatments BAM, BAD and BE2 showed respectively the average removal of 92.7%, 89.4% and 81.7% of n-alkanes C10-C36, been the differences statistically not significant. In both experiments (microcosms and Bartha respirometers) it was not possible to estimate the contribution of the abiotic processes alone, due to clear indication of microbiological activity in the soils that underwent thermal or chemical sterilization. In the Bartha respirometers, bio-augmentation with the RES culture presented higher CO2 production and the highest hydrocarbons removal (46.2%) after 29 days. The assays with the redox indicators showed that both the native microbiota of the soil and the RES microbial culture presented potential to degrade diesel B5, biodiesel and diesel, when placed in mineral media with these fuels as the only carbon source.

Submitted by bruna ortiz (brunaortiz.f@gmail.com) on 2016-07-04T14:19:54Z No. of bitstreams: 1 Dissertação- Siomara Dias da Rocha.pdf: 4062396 bytes, checksum: 46a7bfa943dd6bdb2560140dd4db722f (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2016-07-21T13:08:59Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação- Siomara Dias da Rocha.pdf: 4062396 bytes, checksum: 46a7bfa943dd6bdb2560140dd4db722f (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2016-07-21T13:11:32Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação- Siomara Dias da Rocha.pdf: 4062396 bytes, checksum: 46a7bfa943dd6bdb2560140dd4db722f (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-21T13:11:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação- Siomara Dias da Rocha.pdf: 4062396 bytes, checksum: 46a7bfa943dd6bdb2560140dd4db722f (MD5) Previous issue date: 2015-12-18 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The interest in the study of environmental contamination by polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) lies in the fact that most of these compounds are potentially carcinogenic and mutagenic. Microorganisms play an important role, since they use these substances as a source of energy. In this study, the fungal isolates of the macrophyte Eichhornia crassipes (Mart) Solms were selected in medium BH (Bushnell Haas) containing the crude technique based on redox indicator 2, 6 - dichlorophenol indophenol (DCPIP), by means of oxidation occurring biological indicated by a change in coloring of the culture medium. Standing out this test, the fungi encoded F13, F14 and F01, respectively, Phoma herbarum, Fusarium moniliforme and Penicillium citrinum, which exhibited biological activity between 24 and 48 hours. In order to contribute to the advancement in research on bioremediation this work developed studies on hydrocarbon degradation using fungal consortium in liquid mineral medium (BH) supplemented with 15 uL of crude oil using bioaugmentation and biostimulation tests in different biodegradation times: time 0, 48 hours, 96 hours and 7 days. To evaluate the oil degradation behavior by fungi were performed by quantitative analysis of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) from the application of analytical methods: liquid-liquid extraction of the sample supernatant in the presence of oil (in accordance with EPA Method 3510C) and under the action of fungal consortium. Then there was the cleaning step and fractionation of the sample in open column (EPA Method 8270D modified) obtaining a fraction of the HPA for the analysis of 16 compounds, considered of medium polarity and established as priorities by the Environmental Protection Agency States (US EPA); and as a last step: separation and quantification of hydrocarbons by gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS). The analytical curves showed determination coefficient values (R2) above 0.99 for the 16 HPA. The mean recovery values for p-terphenyl surrogate added to the samples before the extraction stage were in the range of 67.15/99.06%. The investigation of the possible degradation of these recalcitrant compounds demonstrate the potential of these fungi in a consortium, which was observed during the 7 days of the experiment and the decrease in individual concentration of the analyzed compounds. These results allow to observe the crude oil degradation behavior and infer that the samples with pH correction acid without additional source of nutrients showed to be more efficient in the degradation of HPA 16 within 7 days with the reduced concentration of between 179.56 ± 0.07 to 77,00 ± 0.21 ng mL-1 equivalent to 64% degradation. The normality test of Shapiro-Wilk proved that the data does not follow a normal distribution, with p-value 0.02 (<0.05). The ANOVA analysis showed that time directly influences the degradation. It is believed that this study contributes to the numerous studies on bioremediation in the Amazon in order to advance the research on the reduction of environmental contaminants, particularly aromatic hydrocarbons. / O interesse pelo estudo da contaminação ambiental por hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPA) reside no fato de que a maioria destes compostos são potencialmente carcinogênicos e mutagênicos. Os micro-organismos desempenham um importante papel, uma vez que utilizam essas substâncias como fonte de energia. No presente estudo, os fungos isolados da macrófita Eichhornia crassipes (Mart.) Solms foram selecionados em meio BH (Bushnell Haas) contendo petróleo bruto pela técnica baseada no indicador redox 2,6 - diclorofenol indofenol (DCPIP), por meio da ocorrência de oxidação biológica indicada pela mudança na coloração do meio de cultivo. Destacando-se neste teste, os fungos codificados F13, F14 e F01, respectivamente: Phoma herbarum, Fusarium moniliforme e Penicillium citrinum, que apresentaram atividade biológica entre 24 e 48 horas. Com o intuito de contribuir para o avanço nas pesquisas sobre biorremediação este trabalho desenvolveu estudos sobre degradação de hidrocarbonetos utilizando consórcio fúngico em meio mineral líquido (BH) suplementado com 15 μL de petróleo bruto utilizando ensaios de bioaumento e bioestímulo em diferentes tempos de biodegradação: tempo 0, 48 horas, 96 horas e 7 dias. Para avaliar o comportamento da degradação do petróleo pelos fungos foram realizadas análises quantitativas dos hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPA) a partir da aplicação de métodos analíticos: extração líquido-líquido do sobrenadante da amostra na presença de petróleo (prevista no Método EPA 3510C) e sob a ação do consórcio fúngico; em seguida realizou-se a etapa de limpeza e fracionamento da amostra em coluna aberta (Método EPA 8270D modificado) obtendo-se a fração dos HPA para análise dos 16 compostos, considerados de média polaridade e estabelecidos como prioritários pela Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos (US EPA); e como última etapa: separação e quantificação dos hidrocarbonetos por cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas (CG-EM). As curvas analíticas apresentaram valores de coeficiente de determinação (R2) acima de 0,99 para os 16 HPA. Os valores médios de recuperação para o surrogate p-terfenil adicionado nas amostras antes da etapa de extração ficaram na faixa de 67,15 a 99,06%. A investigação da biodegradação desses compostos recalcitrantes possibilitou evidenciar o potencial desses fungos em consórcio, fato observado no decorrer dos 7 dias do experimento e pela diminuição da concentração individual dos compostos analisados. Esses resultados possibilitaram observar o comportamento da degradação do óleo bruto e inferir que as amostras com correção de pH ácido sem fonte adicional de nutrientes apresentou-se mais eficiente na degradação dos 16 HPA em até 7 dias com a redução da concentração variando entre 179,56 ± 0,07 a 77,00 ± 0,21 ng.mL-1 equivalente a 64% de degradação. O teste de normalidade de Shapiro-Wilk comprovou que os dados não seguem uma distribuição normal, com p-valor 0,02 (<0,05). A análise ANOVA mostrou que o tempo influencia diretamente na degradação. Acredita-se que este estudo contribua com os inúmeros trabalhos sobre biorremediação na Amazônia com finalidade de avançar nas pesquisas sobre a redução de contaminantes ambientais, em especial hidrocarbonetos aromáticos.

O objetivo do trabalho foi identificar ferramentas e indicadores adequados ao monitoramento e à otimização de processos de biorremediação, incluindo parâmetros físicos, químicos e microbiológicos definidos em estudos de tratabilidade de solos contaminados por óleo cru em escala de laboratório e comparar estratégias de biorremediação, tais como bioestímulo e bioaumento conduzidas em simulações de biopilhas dinâmicas ou estáticas. Quando três métodos de extração de hidrocarbonetos de petróleo de solo arenoso e franco-argiloso para análise cromatográfica (Soxhlet-SOX, microondas-MARS e extração acelerada por solvente-ASE) foram comparados entre si, concluiu-se que a técnica que promove a melhor recuperação depende da fração de interesse (n-alcanos, HRP, MCNR, HPA), das características texturais do solo (teores de areia, silte e argila) e da idade da contaminação. Dentre os indicadores de densidade populacional microbiana (microrganismos heterotróficos totais-PHT, população de fungos-PF e população microbiana degradadora de óleo (PDO) passíveis de utilização para indicar a taxa de degradação de compostos orgânicos presentes no solo tais como os hidrocarbonetos de petróleo, o PDO mostrou-se o mais adequado em conjunto com a produção de CO2 aferida pelo método respirométrico. Quando a estratégia de biorremediação de solo franco-argiloso contaminado com óleo cru a 3% (m m-1) utilizando bioestímulo (ajuste de pH, umidade e taxa C:N:P) foi comparada ao bioaumento (bioestímulo e adição de inóculo de microrganismos extraídos, enriquecidos e aclimatizados ao óleo cru como fonte de carbono), em sistemas de bancada simulando biopilha dinâmica (microcosmo M) e biopilha estática com aeração forçada (reator B), o tratamento que apresentou melhor remoção (32%) de HTP após 121 dias foi o bioaumento em biopilha estática. Para HPA, o tratamento que alcançou a melhor remoção (33%) foi com bioestímulo também em biopilha estática. A avaliação da taxa de mortalidade (%) de Eisenia andrei exposta tanto a solos recém-contaminados por óleo cru e preparados para bioestímulo (BIOS) e bioaumento (BIOA) a serem tratados em biopilhas dinâmicas e estáticas em escala de laboratório mostrou que após 56 dias de exposição da E. andrei, todos os solos produziram letalidade de 100%, quer fossem os solos recém-contaminados e preparados para os diferentes tratamentos (BIOS M, BIOS B, BIOA M, BIOA B) ou após 121 dias de tratamento. Tal resultado confirma que a biorremediação foi incipiente também do ponto de vista de remoção da ecotoxicidade. Em linhas gerais, a biorremediação de solo franco-argiloso contaminado por óleo cru, contendo tanto contaminação antiga quanto recente, reúne os maiores desafios à biorremediação, tanto do ponto de vista da composição textural do solo quanto da natureza do contaminante. Os processos são aparentemente lentos e requerem ferramentas auxiliares para aceleração dos mesmos. Recomenda-se no futuro, condução de experimentos com o uso de diferentes surfactantes, com ênfase em biosurfactantes / The objective of this investigation was to identify tools and indicators suitable for monitoring and optimizing bioremediation processes, including physical, chemical and microbiological variables defined in treatability studies of crude oil contaminated clayey soils in lab-scale and to compare bioremediation strategies, such as biostimulation and bioaugmentation carried out in lab scale dynamics and static biopiles. When three methods for extraction of petroleum hydrocarbon for chromatography analysis (Soxhlet-SOX, microwaves-MARS and accelerated solvent extraction-ASE) were compared, it was concluded that the most appropriate extraction method depends on the hydrocarbon fraction of interest (n-alkanes, RPH, UCM or PAH), the textural soil characteristics (sand, silt and clay content) and the contamination age. Among the microbiological indicators investigated (total heterotrophic microorganisms-PHT, fungi population-PF and; oil-degrading microorganism population-PDO, the last one was the best indicator for degradation of organic carbon compounds such as petroleum hydrocarbon, together with CO2 generation measured through respirometric method. Bioremediation strategies for oil-contaminated clayey soil (3% m m-1) were compared, including biostimulation (adjustment of pH, C:N:P rate and moisture) and bioaugmentation (biostimulation plus a consortium inoculum extracted from the original aged-contaminated soil, enriched and acclimatized with the crude oil as carbon source) in lab scale system simulating dynamic (microcosms) and static (bioreactors with forced aeration). The treatment which presented the highest TPH removal (32%) after 121 days was the bioaugmented static biopile (BIOA B). For PAH, the most efficient treatment method that removed 33% of PAH was the biostimulated static biopile (BIOS B). The mortality rate (%) for Eisenia andrei exposed to newly contaminated soil prepared for biostimulation (BIOS) and bioaugmentation (BIOA) treatments at day 0 as well as the treated soil in static and dynamic biopiles at different treatment times (after 24, 59 and 121 days) revealed that after 56 of E. andreis exposition, all soils produced mortality of 100%, no matter if newly contaminated or treated (BIOS M, BIOS B, BIOA M, BIOA B). The ecotoxicity tests confirmed that bioremediation as such was incipient also from the toxicity removal viewpoint. In general terms, bioremediation of clayey soils with a complex contaminant such as crude oil raise considerable challenges, both from the soil characteristics as well as the nature of the contaminant. The processes are apparently slow and require auxiliary tools to speed up the process. In the future, it is recommended to test the use of different surfactants, particularly bio-surfactants.

O objetivo do trabalho foi identificar ferramentas e indicadores adequados ao monitoramento e à otimização de processos de biorremediação, incluindo parâmetros físicos, químicos e microbiológicos definidos em estudos de tratabilidade de solos contaminados por óleo cru em escala de laboratório e comparar estratégias de biorremediação, tais como bioestímulo e bioaumento conduzidas em simulações de biopilhas dinâmicas ou estáticas. Quando três métodos de extração de hidrocarbonetos de petróleo de solo arenoso e franco-argiloso para análise cromatográfica (Soxhlet-SOX, microondas-MARS e extração acelerada por solvente-ASE) foram comparados entre si, concluiu-se que a técnica que promove a melhor recuperação depende da fração de interesse (n-alcanos, HRP, MCNR, HPA), das características texturais do solo (teores de areia, silte e argila) e da idade da contaminação. Dentre os indicadores de densidade populacional microbiana (microrganismos heterotróficos totais-PHT, população de fungos-PF e população microbiana degradadora de óleo (PDO) passíveis de utilização para indicar a taxa de degradação de compostos orgânicos presentes no solo tais como os hidrocarbonetos de petróleo, o PDO mostrou-se o mais adequado em conjunto com a produção de CO2 aferida pelo método respirométrico. Quando a estratégia de biorremediação de solo franco-argiloso contaminado com óleo cru a 3% (m m-1) utilizando bioestímulo (ajuste de pH, umidade e taxa C:N:P) foi comparada ao bioaumento (bioestímulo e adição de inóculo de microrganismos extraídos, enriquecidos e aclimatizados ao óleo cru como fonte de carbono), em sistemas de bancada simulando biopilha dinâmica (microcosmo M) e biopilha estática com aeração forçada (reator B), o tratamento que apresentou melhor remoção (32%) de HTP após 121 dias foi o bioaumento em biopilha estática. Para HPA, o tratamento que alcançou a melhor remoção (33%) foi com bioestímulo também em biopilha estática. A avaliação da taxa de mortalidade (%) de Eisenia andrei exposta tanto a solos recém-contaminados por óleo cru e preparados para bioestímulo (BIOS) e bioaumento (BIOA) a serem tratados em biopilhas dinâmicas e estáticas em escala de laboratório mostrou que após 56 dias de exposição da E. andrei, todos os solos produziram letalidade de 100%, quer fossem os solos recém-contaminados e preparados para os diferentes tratamentos (BIOS M, BIOS B, BIOA M, BIOA B) ou após 121 dias de tratamento. Tal resultado confirma que a biorremediação foi incipiente também do ponto de vista de remoção da ecotoxicidade. Em linhas gerais, a biorremediação de solo franco-argiloso contaminado por óleo cru, contendo tanto contaminação antiga quanto recente, reúne os maiores desafios à biorremediação, tanto do ponto de vista da composição textural do solo quanto da natureza do contaminante. Os processos são aparentemente lentos e requerem ferramentas auxiliares para aceleração dos mesmos. Recomenda-se no futuro, condução de experimentos com o uso de diferentes surfactantes, com ênfase em biosurfactantes / The objective of this investigation was to identify tools and indicators suitable for monitoring and optimizing bioremediation processes, including physical, chemical and microbiological variables defined in treatability studies of crude oil contaminated clayey soils in lab-scale and to compare bioremediation strategies, such as biostimulation and bioaugmentation carried out in lab scale dynamics and static biopiles. When three methods for extraction of petroleum hydrocarbon for chromatography analysis (Soxhlet-SOX, microwaves-MARS and accelerated solvent extraction-ASE) were compared, it was concluded that the most appropriate extraction method depends on the hydrocarbon fraction of interest (n-alkanes, RPH, UCM or PAH), the textural soil characteristics (sand, silt and clay content) and the contamination age. Among the microbiological indicators investigated (total heterotrophic microorganisms-PHT, fungi population-PF and; oil-degrading microorganism population-PDO, the last one was the best indicator for degradation of organic carbon compounds such as petroleum hydrocarbon, together with CO2 generation measured through respirometric method. Bioremediation strategies for oil-contaminated clayey soil (3% m m-1) were compared, including biostimulation (adjustment of pH, C:N:P rate and moisture) and bioaugmentation (biostimulation plus a consortium inoculum extracted from the original aged-contaminated soil, enriched and acclimatized with the crude oil as carbon source) in lab scale system simulating dynamic (microcosms) and static (bioreactors with forced aeration). The treatment which presented the highest TPH removal (32%) after 121 days was the bioaugmented static biopile (BIOA B). For PAH, the most efficient treatment method that removed 33% of PAH was the biostimulated static biopile (BIOS B). The mortality rate (%) for Eisenia andrei exposed to newly contaminated soil prepared for biostimulation (BIOS) and bioaugmentation (BIOA) treatments at day 0 as well as the treated soil in static and dynamic biopiles at different treatment times (after 24, 59 and 121 days) revealed that after 56 of E. andreis exposition, all soils produced mortality of 100%, no matter if newly contaminated or treated (BIOS M, BIOS B, BIOA M, BIOA B). The ecotoxicity tests confirmed that bioremediation as such was incipient also from the toxicity removal viewpoint. In general terms, bioremediation of clayey soils with a complex contaminant such as crude oil raise considerable challenges, both from the soil characteristics as well as the nature of the contaminant. The processes are apparently slow and require auxiliary tools to speed up the process. In the future, it is recommended to test the use of different surfactants, particularly bio-surfactants.