Processos estão sendo desenvolvidos a fim de recuperar áreas contaminadas por metais pesados. Assim, estudos que caracterizam fungos que degradam estes poluentes, se fazem necessários. Assim sendo, o objetivo desse trabalho foi caracterizar fungos em ambientes aquáticos contaminados por metais pesados e inserir genes a fim de melhorar absorção de metais pesados. 340 isolados fúngicos resistentes a quatro diferentes metais pesados (Pb, Cd, Cr e Hg) foram selecionados e identificados através de exame direto, microcultivo e seqüenciamento de ITS. Os isolados foram testados quanto a velocidade de crescimento radial em meios suplementados com metais pesados. Trichoderma sp. apresentou VCR de 0,9cm/dia (Pb), VCR de 0,7cm/dia (Cd), VCR de 0,8cm/dia e VCR de 0,9cm/dia(Hg). Curvularia afinis apresentou uma VCR de 0,3cm/dia; Uma cepa do gênero Penicillium apresentou alta VCR na maior concentração testada 0,26cm/dia na concentração de 0,5g/L de Cádmio; Aspergillus apresentou VCR de 0,42cm/dia e Microsphaeropsis arundinis apresentou VCR de 0,24 cm/dia. Trichoderma harzianum apresentou melhor capacidade de retenção de metal e foi observada em MET. Saccharomyces cerevisiae foi transformada com o gene sintético EC20 para aumento a retenção destes metais. / Processes are being developed in order to recover areas contaminated by heavy metals. Thus, studies featuring fungi that degrade these pollutants are needed. Therefore, the aim of this study was to characterize fungi in aquatic environments contaminated by heavy metals and insert genes in order to improve absorption of heavy metals. 340 fungal isolates resistant to four different heavy metals (Pb, Cd, Cr and Hg) were selected and identified through direct examination, microculture and ITS sequencing. The isolates were tested for the radial growth rate in media supplemented with heavy metals. Trichoderma sp. presented VCR 0,9cm / day (Pb), VCR 0.7cm / day (Cd), VCR 0.8cm / day and VCR 0,9cm / day (Hg). Curvularia afinis presented a VCR 0.3 cm / day; A strain of Penicillium showed high VCR at the highest concentration tested 0,26cm / day at a concentration of 0.5 g / L of cadmium; Aspergillus presented VCR 0,42cm / day and showed VCR arundinis Microsphaeropsis 0.24 cm / day. Trichoderma harzianum showed better metal holding capacity and was observed in TEM. Saccharomyces cerevisiae was transformed with the synthetic gene EC20 for increasing the retention of these metals.

Atualmente, a má qualidade da água continua a representar uma grande ameaça para a saúde humana, causando doenças graves, como diarreias, e diversos tipos de câncer devido a ingestão de compostos aromáticos e metais pesados. Estima-se que 88% dos casos dessas doenças sejam atribuídos ao abastecimento de água inseguro, saneamento e higiene. Este fato, em grande parte, deve-se ao mal controle de qualidade das águas tratadas. Assim, atualmente, uma das principais preocupações no estabelecimento de índices de qualidade de água, seja em base biológica ou através de métodos físico-químicos e matemáticos, é tornar as avaliações ecológicas com fins de rotina aplicáveis para pessoal não especializado. O presente trabalho, visando oferecer à sociedade subsídios para a adoção de tecnologias alternativas de tratamento e monitoramento de qualidade de águas, realizou uma análise sobre os potenciais dos Grãos de kefir e da planta kalanchoe pinnata como elementos bioindicadores de qualidade de águas tratadas, por meio de biorremediação com o micro-organismo Bacillus subtilis, e águas tratadas na Unidade de beneficiamento de águas (UPIBA). Os resultados dos experimentos evidenciaram que os grãos de kefir geraram respostas biológicas distintas, quando submetidos a diferentes concentrações de benzeno, presente em águas biorremediadas com o B. subtilis. E os ensaios aplicando a K. pinnata como agente bioindicador de qualidade de águas pluviais e SABESP, sugeriram que a mesma pode ser uma excelente bioindicadora em águas eutrofizadas, isto é, ricas em matéria orgânica / Currently, poor quality water continues to pose a major threat to human health, causing serious illnesses such as diarrhea and various types of cancer due to the ingestion of aromatic compounds and heavy metals. It is estimated that 88% of these diseases\' cases are caused by unsafe water supply, sanitation and hygiene. This is largely due to poor quality control of treated water. Thus, currently, one of the major concerns in establishing water quality indicators, whether on a biological basis or through physical-chemical and mathematical methods, is to make routine ecological assessments applicable to non-specialized personnel. The present paper, aiming to offer society subsidies for the adoption of alternative technologies for treating and monitoring water quality, carried out an analysis on the potentials of kefir grains and the kalanchoe pinnata plant as bioindicators of the quality of water treated by means of Bioremediation with the microorganism Bacillus subtilis and treated water in the UPIBA. The experiments\' results showed that the kefir grains generated different biological responses when submitted to different concentrations of benzene, present in bioremediated waters with B. subtilis. And trials applying K. pinnata as a bioindicator of rainwater quality and SABESP, have suggested that it may be an excellent bioindicator in eutrophic waters, that is, rich in organic matter.

Atualmente a produção brasileira de óleo de palma ultrapassa 300 mil toneladas por ano e está em expansão. O palm oil mill efluent (POME) é o principal efluente líquido gerado pela indústria do óleo de palma. Para cada tonelada de óleo são necessários de 5 a 7,5 toneladas de água e cerca de 50% deste volume termina como efluente. Convencionalmente, o POME é tratado em lagoas de estabilização, que consistem de uma série de tanques aeróbios e anaeróbios que podem necessitar de até 100 dias para o tratamento. A utilização de microalgas para o tratamento de águas residuais constitui em um processo biológico de baixo custo capaz de acelerar a remoção de compostos inorgânicos, principalmente nitrogênio e fósforo. Além disso, é possível aproveitar a biomassa algal produzida, rica em moléculas de valor comercial, para produção de energia, ração animal e pigmentos. Deste modo, neste trabalho foi avaliada a capacidade de biorremediação e produção de biomassa em efluente de lagoa de estabilização de POME (ELE-POME) das cepas de microalgas Chlamydomonas biconvexa Embrapa|LBA 40 e Tetranephris sp. Embrapa|LBA 52 pertencentes à coleção de microrganismos e microalgas aplicados à Agroenergia e Biorrefinarias da Embrapa. As microalgas foram cultivadas em fotobiorreatores air lift de placas planas com capacidade de 15L, utilizando iluminação artificial em ciclos de 12h/12h claro/escuro e suplementação com CO2. Foram realizadas bateladas independentes de cultivo durante 5, 10 e 15 dias, utilizando como meios de cultivo ELE-POME e BBM (meio sintético controle). Os três períodos foram escolhidos de modo a ser avaliada a influência do tempo de cultivo na taxa de crescimento celular e na remoção dos nutrientes do meio. Com base nos resultados descritos neste trabalho, é possível concluir que o ELE-POME pode ser utilizado como meio de cultura para a produção de biomassa das microalgas C. biconvexa Embrapa|LBA40 e Tetranephris sp. Embrapa|LBA52 sem necessidade de suplementação de nutrientes. O período de 5 dias em BBM foi o que apresentou melhores resultados de produtividade de biomassa sendo 286,87 mgL-1dia-1 para Tetranephris sp. Embrapa|LBA52 e 164,67mgL-1dia-1 Chlamydomonas biconvexa Embrapa|LBA40. Com relação à biorremediação do efluente, os ensaios mostraram que há remoção significativa de nitrogênio e fósforo, ≥60% e ≥90% respectivamente, principalmente durante a fase de crescimento exponencial das células, período que coincide a máxima produtividade de biomassa algal. Estes resultados são importantes, pois aumentam a viabilidade técnico-econômica da integração do cultivo algal à cadeia de palma-de-óleo em um contexto de biorrefinaria. / Currently the Brazilian production of palm oil exceeds 300,000 tons per year and it is expanding. The palm oil mill efluent (POME) is the main liquid effluent generated by the palm oil industry. For each ton of oil are needed from 5 to 7.5 tonnes of water and about 50% of this volume ends up as effluent. Conventionally, POME is treated in stabilization ponds, consisting of a series of anaerobic and aerobic tanks that may require up to 100 days for treatment. The use of microalgae for wastewater treatment is a biological low-cost process, which is capable to accelerate the removal of inorganic compounds, especially nitrogen and phosphorus. Furthermore, it is possible to use algal biomass produced (rich in commercially valuable molecules) for energy production, animal feed and pigments, for example. Thus, this study evaluated the bioremediation capacity and biomass production in effluent POME stabilization pond (ELE-POME) of microalgae strains Chlamydomonas biconvexa Embrapa|LBA 40 and Tetranephris sp. Embrapa |LBA 52 from the microorganisms and microalgae collection applied to Agroenergia e Biorrefinarias of Embrapa Agroenergia. Microalgae were cultivated in photobioreactors air lift flat plates with 15L capacity, using artificial lighting in cycles of 12 h/12 h light/dark and supplemental CO2. Independent batch cultivation were performed for 5, 10 and 15 days using as culture mediums ELE-POME and BBM (synthetic control medium). The three times were chosen in order to evaluate the influence of the cultivation time on cell growth rate and on the medium nutrient removal. Based on the results described in this work, we conclude that the ELE-POME can be used as a culture medium for the production of microalgae biomass of C. biconvexa Embrapa|LBA40 and Tetranephris sp. Embrapa|LBA52 without supplementation. The time of 5 days in BBM presented the best biomass productivity results 286.87 mgL-1day-1 to Tetranephris sp. Embrapa | LBA 52 and 164,67mgL-1day-1 Chlamydomonas biconvexa Embrapa | LBA 40. Regarding the bioremediation of wastewater, the tests showed that there is significant removal of nitrogen and phosphorus, ≥60% and ≥90%, respectively, mainly during the exponential growth phase of the cells, a period that coincides with the maximum productivity of algal biomass. These results are important because they increase the technical and economic feasibility of the integration of algal cultivation to the chain of palm oil in a context of biorefinery.

Nas ultimas décadas o processo de biossorção tem alcançado grande relevância no tratamento de efluentes contendo metais potencialmente tóxicos. O uso de bactérias nesse processo tem obtido destaque, uma vez que possuem inúmeras vantagens. O presente estudo pretendeu avaliar o mecanismo envolvido no processo de biossorção dos íons Pb(II) e Hg(II) por meio das linhagens Cupriavidus metallidurans (CH34) e Cupriavidus metallidurans (CH34/pCM3). Dentre os modelos estudados a isoterma de Langmuir foi a que melhor se ajusta ao processo de adsorção, apresentando uma capacidade máxima de adsorção (qmax) de 0,98 mg.g-1 para o Hg(II) e 86,2 mg.g-1 para o Pb(II), para a linhagem selvagem. Já para a linhagem recombinante o qmax obtido foi 3,4 mg.g-1 para o mercúrio e 172,4mg g-1 para o chumbo. Baseado nos valores referentes à energia livre de Gibbs (ΔG) o processo de retenção ocorreu de forma química e espontânea. A influencia do pH foi avaliada por meio de estudo competitivo entre os íons metálicos, em níveis equimolares. O valor que melhor contemplou a adsorção para ambos os íons foi o pH 7,0, tendo o Pb(II) demonstrado maior capacidade de retenção. Em pH 2,0 houve maior retenção do Hg (II), já em pH 10,0 o Pb(II) obteve maior retenção. Indicando que o meio influencia diretamente na competição dos íons metálicos pelos sítios ativos. Constatou-se que a retenção do metal é robusta e estável ao longo de 6 meses. Os resultados indicam que a Cupriavidus metallidurans (CH34/pCM3) pode ser uma boa opção para biossorção de íons metálicos por meio de biorreator. / In the last decades the biosorption process, has achieved great relevance treatment of effluents containing toxic metals. The use of bacteria in the process has several advantages. This study aimed to evaluate the mechanism involved in the biosorption process of Pb (II) and Hg (II) ions by C. metallidurans (CH34) and C. metallidurans (CH34/pCM3) genetically modified strain. The Langmuir isotherm was the best adjusts to the adsorption process. The maximum adsorption capacity (qmax) of 0.98 mg.g-1 for Hg (II) and 86.2 mg.g -1 to Pb (II), for a wild strain (pH 7,0). However, for a recombinant strain, the qmax was 3.4 mg.g-1 for mercury and 172.4 mg.g-1 for the lead (pH 7,0). Based on the Gibbs free energy (ΔG) values on the adsorption process, it occurred chemically and spontaneously. The Hg(II) presented high adsorption capacity at pH=2 in comparing with Pb(II). While Pb(II) presented high adsorption capacity at pH=10. The studies of binding process was robust and stable for 6 months. The results indicate that Cupriavidus metallidurans (CH34/pCM3) can be a good option for biosorption of metal in a bioreactor.

A drenagem ácida de minas (DAM) é um grave problema ambiental proveniente das indústrias de mineração, pois possui altas cargas de sulfato, elementos tóxicos e metais pesados, que podem provocar doenças nos seres humanos ou causar a morte de vidas aquáticas. Sua geração acontece quando minerais sulfetados, principalmente a pirita (FeS2), são oxidados na presença de água, oxigênio e bactérias, levando a produção de íons H+. A fim de contornar as desvantagens de custo e baixa remoção de sulfato do tratamento convencional, estudos têm sido conduzidos com diferentes configurações de reatores anaeróbios para o tratamento biológico através da utilização das bactérias redutoras de sulfato (BRS). Estas convertem o sulfato presente na água, junto com uma fonte de carbono (doador de elétron), produzindo H2S, que é utilizado para a precipitação dos sulfetos metálicos insolúveis, além de, naturalmente, aumentar o pH para próximo de neutro devido a produção de . O reator utilizado no presente trabalho foi um reator UASB (upflow anaerobic sludge blanket) com capacidade total de 10 l, sendo montado com 4,5 de volume útil líquido e 4,5 de biomassa granular proveniente de um reator metanogênico. Etanol foi utilizado como fonte única de carbono e energia, na relação DQO/SO42- de 1,0. Os parâmetros de avaliação da operação do reator foram a carga volumétrica de sulfato (CVS), tempo de detenção hidráulica (TDH) e adição de metais. Os resultados obtidos indicaram um aumento da remoção média de sulfato de (48±13) % para o (77±8) % quando o TDH foi mudado para 16h e a CVS subiu para 0,75 g l-1 d-1. Com a redução do TDH para 12h (CVS de 3,00 g l-1 d-1), a remoção de sulfato atingiu (80±9) %. A remoção de metais cujas concentrações eram 100 mg l-1 de Fe2+, 20 mg l-1 de Zn2+ e 5 mg l-1 de Cu2+, estiveram acima de 96% em todas as condições avaliadas. Para os 533 dias de operação, o pH efluente médio esteve entre (6,3±0,6), e a remoção média de DQO foi de (85±8) %. A análise de parâmetros cinéticos de remoção de sulfato se mostraram bastantes satisfatórios, com um kap no valor de (2,8±0,6) h-1 para o TDH de 16h e CVS de 0,75 g l-1 e adição de Fe, Zn e Cu, e melhor (1622,0±267,8) mg l-1 h-1 quando a carga de sulfato foi de 1500 mg l-1 e TDH de 16h com adição de Fe, Zn e Cu simultaneamente. / Acid mine drainage (AMD) is a serious environmental problem from mining industries, because they have high loads sulfate, toxic elements and heavy metals that can cause disease in humans or cause death of aquatic life. Your generation occurs when sulphide minerals, mainly pyrite (FeS2), are oxidized in the presence of water, oxygen and bacteria, producing H+ ions. In order to get around the disadvantages of cost and low sulfate removal of the conventional treatment, studies have been made with different configurations of reactors for anaerobic biological treatment using the sulphate reducing bacteria (BRS). These convert the sulfate presente in the water, together with a carbon source (electron donor), producing H2S which is used for the precipitation of insoluble metals sulfides, in addition, naturally increase the pH to around neutral due to production . The reactor used in this work was a UASB (upflow anaerobic sludge blanket) with total capacity of 10 liters and was set up with 4.5 liters of liquid volume and 4.5 liters of granular biomass from a methanogenic reactor. Ethanol was used as a unique source of carbon and energy in the ratio COD/SO42- used of 1.0. The evaluation parameters of reactor operation were the volumetric sulfate loading (VSL), hydraulic retention time (HRT) and metals addition. The results indicate an increased mean removal sulfate of (48±13) % to (77±8) % when the HRT was changed to 16 h and CVS increased to 0,75 g l-1 d-1. By reducing the HRT to 12 h (VSL 3,00 g l-1 d-1), the sulfate removal reached (80±9) %. The removal of metals whose concentrations were 100 mg l-1 Fe2+, 20 mg l-1 Zn2+ and 5 mg l-1 Cu2+, were above 96% in all conditions evaluated. In 533 days of operation, the effluent pH was between (6.3±0.6), and the COD removal was (85±8) %. The analysis of the kinetic parameters sulfate removal proved quite satisfactory with a value of kap (2.8±0.6) h-1 for the HRT of 16h and VSL of 0,75 g l-1 d-1 with addition of Fe, Zn and Cu, and the best was (1622.0±267.8) mg l-1 h-1 when sulfate load was 1500 mg l-1 and HRT of 16 h with Fe, Zn and Cu added simultaneously.

A procura por soluções que levem à remoção de sulfato em águas de drenagem ácida de mina (DAM) utilizando reator anaeróbio operado em bateladas sequenciais (ASBR) é uma necessidade que demanda pesquisa e desenvolvimento. A atividade mineradora, embora extremamente necessária, apresenta um viés fortemente negativo, decorrente da elevada quantidade de rejeito gerado no seu processo. O problema é potencializado quando o minério tratado é sulfetado e o seu rejeito, em contato com oxigênio e água, acarreta a formação de uma água residuária denominada drenagem ácida de mina (DAM), caracterizada por elevada acidez (baixo pH) e presença de metais e sulfato dissolvidos. Este processo é acelerado por bactérias existentes no próprio ambiente. Neste trabalho foi utilizada técnica de biorremediação para o tratamento da DAM na qual as bactérias redutoras de sulfato (BRS) através de seu metabolismo dissimilatório geram alcalinidade, aumentando o pH do meio, removem sulfato e precipitam metais existentes na solução através do sulfeto gerado no processo. Utilizou-se reator ASBR, operando com relação entre a demanda química de oxigênio (DQO) e SO42- igual a 1,0 e usando etanol como fonte de carbono e doador de elétrons. Ao longo de mais de 200 dias de operação do reator ASBR, foi avaliada sua adaptação bem como a operação com concentração inicial de 1,0 e 1,5 g.L-1 e adição de Fe2+, Zn2+ e Cu2+, com ciclos de operação de 24 e 48 horas. O pH inicial foi mantido em 4,0 ao longo de toda a operação. As faixas de variação dos valores médios obtidos para os parâmetros analisados foram as seguintes: pH saída – 6,5 a 7,4; remoção SO42- - 43 a 65 %; remoção de DQO – 66 a 90 %; concentração sulfeto – 3,7 a 56,6 mg.L-1 e as remoções de Fe2+, Zn2+ e Cu2+ acima de 99 %. / The search for solutions to achieve sulfate removal from acid mine drainage (AMD) using anaerobic stirred batch reactor (ASBR) demands research and development. The mining industry, although extremely necessary to the human development, has a strongly negative characteristic due to the high quantity of residues generated in its process. The problem is emphasized when the processed ore is sulfide base and its residue, in contact with oxygen and water, produces a wastewater named acid mine drainage (AMD), characterized by high acidity (low pH) and the presence of dissolved heavy metals and sulfate. This process is catalyzed by bacteria existing in the environment. In this work was used a bioremediation technology to treat the AMD where the sulfate reducing bacteria (SRB) through their own dissimilatory metabolism are able to generate alkalinity, increasing the environmental pH, remove sulfate and settle existing metals in the solution due to the reaction with the sulfide generated in the process. In this work was used an ASBR operating with COD/SO42- ratio equal to 1.0 and using ethanol as source of carbon and electron donor. Along more than 200 days of the ASBR operation, aspects such as adaptation and operation adding Fe2+, Zn2+ and Cu2+ were evaluated operating with cycles of 24 and 48 hours. The initial pH was kept around 4.0 along all the experiment. The average value ranges achieved were: pH effluent – 6.5 to 7.4; SO42- removal - 43 to 65 %; DQO removal – 66 to 90%; sulfide concentration – 3.7 to 56.6 mg.L-1 and removal of Fe2+, Zn2+ and Cu2+ were higher than 99 %.

O presente trabalho consistiu em avaliar diferentes estratégias de operação de um reator UASB no tratamento de drenagem ácida de mina - DAM sintética. Foram testados dois reatores idênticos, sendo a operação deles diferenciada pela fonte de carbono, sendo etanol – RE e lactato – RL. As variações realizadas foram no pH afluente, alterando de 3,0 (fase I), para 3,5 (fase II) e 4,0 (fase III) e na relação DQO/Sulfato, sendo 2,0 nas três fases inicias e reduzida por meio da DQO para 1,5 (fase IV) e 0,8 (fase V). Para RE a variação de pH não ocasionou variações significativas, sendo os valores médios das fases I, II e III: pH efluente 5,03, remoções de DQO 34% e de sulfato 88%, produções de sulfeto 122 mg/L, de alcalinidade 101 mg/L, ácido acético 127,7 mg/L e de H2S 1,5 mmol/L. Já a redução de DQO causou uma menor atividade das BRS em RE, sendo que a remoção média de sulfato foi de 87% (fase III) para 58% (fase V), produção de sulfeto de 119 para 55 mg/L, de alcalinidade 105 para 38 mg/L, de ácido acético de 116 para 73 mg/L e H2S de 1,2 E-03 para 4,1 E-04 mol/L. A remoção de DQO, no entanto, apresentou um aumento de 29 para 48%, indicando que o consumo de etanol passou a ser realizado por um outro grupo que não as BRS. Como o sistema era tamponado pelo ácido acético, não houve variações significativas no pH efluente nas ultimas fases. Para RL as alterações tiveram efeito positivo ou indiferente estatisticamente, sendo que na fase I não havia atividade das BRS devido a prevalência da forma de ácido lático em pH muito ácido. As alterações para as demais fases (II, III, IV e V), tiveram, respectivamente, as seguintes respostas médias: pH: 4,6, 6,44, 7,15 e 7,66; remoção de DQO: 19, 33, 46 e 54%; remoção de sulfato: 58, 70, 90 e 84%; produção de sulfeto: 67, 87, 127 e 124 ug/L; produção de alcalinidade: 101, 266, 287 e 225 mg/L; ácido acético: 55,7, 129,8,137,7 e 34,1 mg/L. As concentrações de H2S sofrem influência do pH na determinação em sua fase de concentração, sendo medidas: 9,0E-04, 6,7E-03, 9,2E-04 e 8,9E-04, sendo que o “pulso”verificado na fase III foi devido ao pH. / This work consisted in an evaluation of an UASB reactor treating synthetic acid mine drainage by different operation strategies. Two identical reactors were tested, wherein their operation were differentiated by the carbon source, using ethanol – RE and lactate – RL. The variations were: affluent pH, varying from 3.0 (phase I), to 3.5 (phase II) and 4.0 (phase III) and in the COD/Sulfate ratio, being 2.0 in the three initials phases and reduced by COD variation to 1.5 (phase IV) and 0.8 (phase V). For RE pH changes didn’t cause big variations, wherein the average values of phases I, II and III are: effluent pH 5.03, COD removal 34%, sulfate removal 88%, production of sulfide 122 mg/L, alkalinity 101 mg/L, acetic acid 127.7 mg/L and H2S 1.5 E-03 mol/L. The COD reduction caused a lower SRB activity in RE, which average removal went from 87% (phase III) to 58% (phase V), production of sulfide from 119 to 55 mg/L, alkalinity from 105 to 38 mg/L, acetic acid from 116 to 73 mg/L and H2S from 1.2 E-03 to 4.1 E-04 mol/L. The COD removal, however, present a increase from 29 to 48%, indicating that another group, other than SRB, started to consumption ethanol. There was no significant variation of effluent pH on last phases because the system was buffered by acetic acid. For RL the modifications had a positive or neutral, statistically speaking, impact, since on phase I there was no SRB activity due prevalence of the lactic acid in very acid pH. The modifications to the other phases (II, III, IV and V), had, respectively, the following averages results: pH: 4.6, 6.44, 7.15 and 7.66; COD removal: 19, 33, 46 and 54%; sulfate removal: 58, 70, 90 and 84%; sulfide: 67, 87, 127 and 124 ug/L; alkalinity: 101, 266, 287 e 225 mg/L; acetic acid: 55.7, 129.8, 127.7 and 34.1 mg/L. The H2S concentrations are influenced by pH on the concentration form phase, being: 9.0 E-04, 6.7 E-03 and 8.9 E-04, in which the “pulse” observed in phase III was due to pH. / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais - FAPEMIG

A atividade minerária, além de influenciar de maneira positiva no desenvolvimento econômico e social do país, apresenta um dos principais passivos ambientais: as águas residuárias ricas em sulfato. Mais conhecidas como Drenagem Ácida de Minas, DAM, essas águas residuárias são oriundas na maioria das vezes, da mineração de carvão e metais pesados, onde os minerais de sulfetos são oxidados de maneira natural a sulfato tendo como principais características o baixo pH e elevadas concentrações de metais. Diversos são os tratamentos para a DAM, sendo eles físico-químicos e biológicos. Os métodos físico-químicos consistem na neutralização e precipitação dos metais pesados, apresentando elevado custo operacional. Já os métodos biológicos são uma excelente alternativa para o tratamento e remediação da DAM, pois através de reatores anaeróbios, promovem a redução do sulfato e a recuperação dos metais. Nesse estudo, foi utilizado um reator anaeróbio horizontal de leito fixo, RAHLF, para a biorremediação da DAM sintética, tendo seu interior preenchido com espuma de poliuretano para imobilização da biomassa e o etanol como fonte de carbono, relação entre a Demanda Química de Oxigênio e Sulfato, DQO/SO42- de 1 e Tempo de Detenção Hidráulica, TDH, de 24 e 36 horas. Ao longo do experimento variou-se as condições da alimentação, com relação a concentração de DQO e SO42-, TDH, bem como adição de metais. As análises de pH, SO42-, sulfeto, DQO e metais, foram muito satisfatórias em relação ao desempenho do reator para todas as fases de operação. Aumentando-se o TDH de 24 para 36 horas, observou-se que os valores na eficiência de remoção, foram significativos quando comparados com as fases anteriores. Dessa maneira, o estudo mostrou-se eficiente para o tratamento da DAM sintética em um RAHLF, alcançando elevados valores de remoção. / The mining activity, beyond positively influence the economic and social development of the country presents a major environmental liabilities: wastewater rich in sulfate. Better known as Acid Mine Drainage, AMD, these wastewaters are from most of the time, mining of coal and heavy metals where the mineral sulfides are oxidized naturally sulphate and the main features low pH and high concentrations metals. There are several treatments for AMD, being physical, chemical and biological. Physicochemical methods consist of neutralization and precipitation of heavy metals, with high operating costs. Already biological methods are an excellent alternative for the treatment and remediation of AMD, because through anaerobic reactors, promote the reduction of sulfate and the recovery of metals. In this study, a horizontal anaerobic fixed bed reactor was used, HABR, for the bioremediation of synthetic AMD, having its interior filled with polyurethane foam for immobilization of biomass and ethanol as carbon source, relationship between the chemical oxygen demand, and sulfate, COD/SO42- and hydraulic retention time, TDH, 24 and 36 hours. Throughout this experiment was varied conditions with respect to concentration of COD and SO42-, HRT and filler metals. The pH, SO42-, sulfide, COD and metals, were very satisfactory in relation to the reactor performance for all operating phases. Increasing the HRT of 24 to 36 hours, it was observed that the removal efficiency values were significant compared with the previous stages. Thus, the study demonstrated its effectiveness for treating AMD in a synthetic HABR, achieving high removal values.

O presente trabalho visou a construção de uma linhagem recombinante de levedura que apresentasse a proteína MerR ancorada à sua superfície celular externa. Para tanto, foi realizada a fusão gênica do gene codificador de MerR de C. metallidurans, que apresenta elevada afinidade e seletividade para íons mercúrio, com a sequência codificadora da região C- terminal da proteína Flo1p, utilizado como âncora. A fusão gênica foi inserida entre as sequência codificadoras do promotor e terminador de transcrição do gene da fosfoglicerato quinase (PGK) do vetor de expressão de levedura pMA91, obtendo-se o plasmídeo recombinante pMA91MF. Esse plasmídeo foi empregado na transformação genética da linhagem de S. cerevisiae YPH252. A linhagem de S. cerevisiae recombinante YPH252/pMA91MF apresentou a proteína MerR ancorada na superfície celular e mostrou ter capacidade aumentada de ligar Hg2+ em relação à linhagem de levedura controle YPH252/pMA91. Portanto, foi confirmada a funcionalidade do sistema de ancoragem da proteína MerR à superfície celular de levedura aumentando a biossorção de mercúrio pela linhagem recombinante, com potencial para ser utilizada como uma ferramenta biotecnológica para a biorremediação de águas contaminadas com mercúrio. / This work describes the construction of recombinant yeast strain by anchoring MerR on the cell wall, using the C-terminal region of the Flo1 protein as an anchor. Therefore, several molecular cloning steps resulted in the inserting of gene fusion SS-merR-Flo428 (-factor signal sequence, coding sequence of MerR and C-terminal region of the Flo1 protein) into a yeast expression vector, pMA91, under control of the S. cerevisiae 3-phosphoglycerate kinase (PGK) promoter, the resulting plasmid was named pMA91MF. This plasmid carrying the anchoring and expression cassette MerR was used to transform the S. cerevisiae YPH252 strain. The transformants were selected by genetic complementation the Leu+ phenotype. The display of MerR on the cell surface of recombinant strain YPH252/pMA91MF was confirmed by transmission electron microscopy (TEM).After 10 min of incubation with 5.0 mM HgCl2, recombinant strain YPH252/pMA91MF adsorbed 109.6 mg Hg2+/g dry cell weight, 54% higher than the Hg2+ binding capacity of control strain YPH252/pMA91. After 10 min of incubation with 10.0 mM HgCl2, recombinant strain adsorbed 173.8 mg Hg2+g dry cell weight, 84% higher than the Hg2+ binding capacity of control strain (94.5 mg de Hg2+/g dry cell weight). The rapid initial adsorption of Hg2+ suggests an instantaneous binding of Hg2+ to MerR anchored on the cell surface of the recombinant yeast strain. It was observed that the binding rate to Hg2+ showed saturation with increasing external ion concentrations and reached saturation of HgCl2 in 15.0 mM after 120 min of incubation. Probably the input Hg2+ inside the cells affected cell function, but detoxification mechanisms are still active, protecting the cells from the toxic effect of Hg2+. The results confirm the construction of the recombinant strain YPH252/pMA91MF and functionality of the anchoring system for MerR on the yeast cell surface, increasing the mercury biosorption by recombinant yeast strain, with potential for use as a biotechnological tool for the bioremediation of contaminated water with mercury.

Submitted by Mariana Dornelles Vargas (marianadv) on 2015-03-23T18:24:55Z No. of bitstreams: 1 estudos_microbiologicos.pdf: 1899296 bytes, checksum: fc614dda615f2e763955219f31df88d4 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-23T18:24:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 estudos_microbiologicos.pdf: 1899296 bytes, checksum: fc614dda615f2e763955219f31df88d4 (MD5) Previous issue date: 2012-02-27 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / FINEP - Financiadora de Estudos e Projetos / FIERGS - Federação das Indústrias do Rio Grande do Sul / Sebrae - Serviço Brasileiro de Apoio à Micro e Pequenas Empresas / Os compostos conhecidos como TPH (Total Petroleum Hydrocarbon) e BTEX (Benzeno, Tolueno, Etilbenzeno e Xileno) são contaminantes oriundos de derivados do petróleo como a gasolina e o diesel. Eles são provenientes de problemas que ocorrem com o armazenamento subterrâneo de combustíveis, principalmente em postos de abastecimento. São encontrados em águas subterrâneas de áreas contaminadas por hidrocarbonetos, que causam impacto ambiental. Exemplos destes impactos podem ser: inutilização dos pontos de captação de água potável, mortandade de flora e fauna aquática, inutilização de lavouras e plantações, impermeabilização de solos, redução de microrganismos do solo, morte de plantas e árvores, além de riscos de explosão devido à evaporação do produto. A presente pesquisa avaliou, por meio de métodos microbiológicos, como por exemplo: crescimento microbiano, meio seletivo para fungos, isolamento, detecção de ramnolipídios e teste de degradabilidade, os processos envolvidos com a recuperação de áreas degradadas por hidrocarbonetos através do isolamento e caracterização dos microrganismos presentes no local contaminado. Foram testadas diferentes concentrações de diesel (1%, 2%, 3%, 5%, 10%, 30% e 50%) para avaliação do crescimento de microrganismos indígenas de áreas contaminadas de postos de combustíveis, além de verificar-se o potencial de degradação de hidrocarbonetos. Acompanhamentos visuais e microscópicos, além do monitoramento do decréscimo do parâmetro TPH em diversos ensaios foram realizados. Os resultados mostraram que foi possível isolar e caracterizar os microrganismos presentes no local contaminado, tendo sido verificado dois diferentes morfotipos: bactérias e fungos. No total dos ensaios realizados 81,8% eram bactérias Gram negativas, 4,5% bactérias Gram positivas e 13,7% fungos. Nos ensaios com menor concentração de diesel (1%) houve o melhor crescimento de microrganismos o que resultou em maior eficiência no decréscimo do parâmetro de TPH. Esses resultados indicam a possibilidade de degradação de diesel em áreas contaminadas por via biológica, com ressalvas para altas concentrações do hidrocarboneto, quando o crescimento microbiano, nas condições ensaiadas, foi afetado. / The compounds known as TPH (Total Petroleum Hydrocarbon) and BTEX (Benzene, Toluene, Ethylbenzene and Xylene) contaminants are derived from petroleum products like gasoline and diesel. They are problems that occur from the underground storage of fuels, especially in gas stations. They are found in areas of groundwater contaminated with hydrocarbons, which cause environmental impact. Examples of these impacts may include: destruction of the points of capitation of drinking water, the death of aquatic flora and fauna, destruction of crops and plantations, soil sealing, reduction of soil microorganisms, death of plants and trees, and hazards of explosion due to the evaporation of the product. This research evaluated through microbiological methods, such as: microbial growth, selective medium for fungi, isolation, detection ramnoli and biodegradability test, the processes involved in the recovery of degraded sites by hydrocarbons through at the isolation and characterization of microorganisms present on the site contaminated. Different concentrations of diesel oil (1%, 2%, 3%, 5%, 10%, 30% and 50%) were tested to assess the growth of microorganisms indigenous of contaminated gas station, and to identify the potential degradation of hydrocarbons. Accompaniments visual and microscopic, in addition to monitoring the reduction of the parameter TPH in several tests were performed. The results showed that it was possible to isolate and characterize microorganisms in the contaminated site, where two different morphotypes were observed: bacteria and fungi, and 81.8% Gram-negative bacteria, Gram-positive bacteria 4.5% and 13.7% fungi. In tests with lower concentrations of diesel oil (1%) had the better growth of microorganisms resulting in greater efficiency in reduction of TPH. These results indicate the possibility of degradation of diesel in areas contaminated by biological, with exceptions for high concentrations of hydrocarbon, when microbial growth was affected.