The degradation of toxic and volatile contaminants in aqueous streams is considered a challenge using conventional bioremediation strategies. At moderate concentrations, toxic contaminants induce microbial inhibition, which results in an overall decrease of reaction rates. On the other hand, volatile compounds are often stripped out of solution into the atmosphere during aeration in conventional wastewater treatments, and are not treated. The addition of a second non-aqueous phase with affinities for the contaminants can reduce aqueous concentrations to sub-inhibitory levels and also decrease contaminant volatilization, while still allowing controlled release of contaminants back to the microbial population; such systems have been denoted as Two Phase Partitioning Bioreactor (TPPB). The current work examined and compared the performance of solid-liquid TPPB to a liquid-liquid TPPB and a single phase system. The systems were compared in the simultaneous degradation of phenol and butyl acetate, two substrates known for their relatively high levels of toxicity and volatility, respectively. The solid-liquid TPPB, using 2 polymers selected heuristically, showed an improvement of 40 and 54 % in phenol degradation rates compared to the single phase and the liquid-liquid systems. Additionally, the solid-liquid system presented a 55 and 11 % enhancement in the amount of butyl acetate degraded. At higher initial substrate concentration the solid-liquid TPPB showed an improvement in the phenol degradation rate and the amount of butyl acetate degraded of 44 and 94 % respectively, compared to the single phase system. In order to rationalize polymer screening for solid-liquid TPPBs, selection criteria based on first principles were developed, and were based on consideration of polymer accessibility and polymer-solute thermodynamic affinity. Polymer accessibility was evaluated by considering glass transition temperature (Tg) and degree of crystallinity, while polymer-solute thermodynamic affinity was assessed using three different methods, Hildebrand solubility parameters, Hansen iii Solubility Parameters (HSP) and activity coefficients at infinite dilution. It was found that the HSP method gave the best trends and its predictions had better agreement with the experimental results. Consequent biodegradation experiments with a single, rationally selected polymer, and a mixture of waste polymers, demonstrated the superior performance of rational selected polymers. / Thesis (Master, Chemical Engineering) -- Queen's University, 2013-05-02 16:24:39.655

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:22Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-07-02Bitstream added on 2014-06-13T19:55:59Z : No. of bitstreams: 1 paixao_daa_me_jabo.pdf: 1354562 bytes, checksum: 375f9e3806bd3d094111e5d1f95f8ddd (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A estratégia de clonagem e sequenciamento do gene 16S rRNA é uma das técnicas moleculares que permite estimar e comparar a diversidade microbiana de diferentes amostras ambientais. O objetivo deste trabalho foi estimar a diversidade de microrganismos pertencentes ao Domínio Bactéria em um consórcio degradador de óleo diesel, por meio do sequenciamento parcial do gene 16S rRNA, assim como desenvolver uma nova metodologia de rastreamento em bibliotecas metagenômicas. O consórcio bacteriano foi obtido através de solo enriquecido com óleo diesel. O DNA metagenômico foi extraído com o auxílio do kit Fast DNA spin Kit for soil (Bio101- Quantum Biotechnologies) e amplificado por uma reação de PCR (Reação em Cadeia da Polimerase) com os oligonucleotídeos iniciadores FD1 e RD1 específicos para a o gene 16S rRNA. Os produtos de PCR foram clonados em vetor pGEM T Easy (Promega) e transformados em células competentes de Escherichia Coli DH5 . O sequenciamento parcial dos clones foi feito com oligonucleotideos universais do vetor. Para a prospecção gênica foi utilizado membranas de nylon com “pools” de DNA de todas as placas. A biblioteca obtida gerou 431 clones. Os clones obtidos apresentaram similaridade com o filo Proteobacteria, com representantes das classes Gammaproteobacteria, Alphaproteobacteira e Betaproteobacteria. O gênero Pseudomonas apresentou-se com maior frequência de clones na biblioteca. O “software” DOTUR foi usado para determinar o número de unidades taxonômicas operacionais (OTUs). A curva de extinção indicou que os 431 clones sequenciado foram suficientes para estimar a diversidade bacteriana do consórcio. A metodologia testada baseado em “pools” de DNA foi eficiente na detecção e isolamento do gene Alkb na bilbioteca metagenomica. / Cloning and sequencing of 16S rRNA gene it is one of the molecular techniques that permits estimate and compare the microbial diversity of different environmental samples. The aim of this work was estimate the diversity of microorganisms that belong to Bacteria domain in a consortium specialized in diesel oil degradation, through partial sequencing of 16S rRNA gene, as well as develop a new methodology for screening libraries in metagenomics. This consortium was obtained through enrichments achieved using diesel oil in soil samples. The metagenomic DNA was obtained using Fast DNA spin Kit for soil (Bio 101-Quantum Biotechnologies) and amplified by PCR (Polymerase chain reaction) with FD1 and RD1 oligonucleotides, which are specific for 16S rRNA gene. The PCR products were cloned into pGEM-TEasy vector (Promega) and Escherichia coli DH5 was used as the host cell for recombinant DNAs. The partial clones sequencing was obtained using universal primers of the vector. For the exploration of gene were used nylon membranes with Pools of DNA from all plates. The library generated from 431 clones. All clones sequenced showed similarity with the phylum Proteobacteria, distributed in Gammaproteobacteria, Alphaproteobacteira and Betaproteobacteria classes. The Pseudomonas genus was the most abundant genus found in the metagenomic library. The DOTUR software was used to assigns sequences to operational taxonomic units (OTUs). Using the OTUs composition data, rarefaction curves were made to show that 431 sequences were enough to obtain a satisfactory coverage of diversity of the microbial consortium. The test methodology based on Pools of DNA isolation was effective in detecting the gene Alkb Library metagenomics.

Orientador: Eliana Gertrudes Macedo Lemos / Banca: Alessandro Minillo / Banca: Janete Apparecida Desidério Sena / Resumo: A estratégia de clonagem e sequenciamento do gene 16S rRNA é uma das técnicas moleculares que permite estimar e comparar a diversidade microbiana de diferentes amostras ambientais. O objetivo deste trabalho foi estimar a diversidade de microrganismos pertencentes ao Domínio Bactéria em um consórcio degradador de óleo diesel, por meio do sequenciamento parcial do gene 16S rRNA, assim como desenvolver uma nova metodologia de rastreamento em bibliotecas metagenômicas. O consórcio bacteriano foi obtido através de solo enriquecido com óleo diesel. O DNA metagenômico foi extraído com o auxílio do kit Fast DNA spin Kit for soil (Bio101- Quantum Biotechnologies) e amplificado por uma reação de PCR (Reação em Cadeia da Polimerase) com os oligonucleotídeos iniciadores FD1 e RD1 específicos para a o gene 16S rRNA. Os produtos de PCR foram clonados em vetor pGEM T Easy (Promega) e transformados em células competentes de Escherichia Coli DH5 . O sequenciamento parcial dos clones foi feito com oligonucleotideos universais do vetor. Para a prospecção gênica foi utilizado membranas de nylon com "pools" de DNA de todas as placas. A biblioteca obtida gerou 431 clones. Os clones obtidos apresentaram similaridade com o filo Proteobacteria, com representantes das classes Gammaproteobacteria, Alphaproteobacteira e Betaproteobacteria. O gênero Pseudomonas apresentou-se com maior frequência de clones na biblioteca. O "software" DOTUR foi usado para determinar o número de unidades taxonômicas operacionais (OTUs). A curva de extinção indicou que os 431 clones sequenciado foram suficientes para estimar a diversidade bacteriana do consórcio. A metodologia testada baseado em "pools" de DNA foi eficiente na detecção e isolamento do gene Alkb na bilbioteca metagenomica. / Abstract: Cloning and sequencing of 16S rRNA gene it is one of the molecular techniques that permits estimate and compare the microbial diversity of different environmental samples. The aim of this work was estimate the diversity of microorganisms that belong to Bacteria domain in a consortium specialized in diesel oil degradation, through partial sequencing of 16S rRNA gene, as well as develop a new methodology for screening libraries in metagenomics. This consortium was obtained through enrichments achieved using diesel oil in soil samples. The metagenomic DNA was obtained using Fast DNA spin Kit for soil (Bio 101-Quantum Biotechnologies) and amplified by PCR (Polymerase chain reaction) with FD1 and RD1 oligonucleotides, which are specific for 16S rRNA gene. The PCR products were cloned into pGEM-TEasy vector (Promega) and Escherichia coli DH5 was used as the host cell for recombinant DNAs. The partial clones sequencing was obtained using universal primers of the vector. For the exploration of gene were used nylon membranes with Pools of DNA from all plates. The library generated from 431 clones. All clones sequenced showed similarity with the phylum Proteobacteria, distributed in Gammaproteobacteria, Alphaproteobacteira and Betaproteobacteria classes. The Pseudomonas genus was the most abundant genus found in the metagenomic library. The DOTUR software was used to assigns sequences to operational taxonomic units (OTUs). Using the OTUs composition data, rarefaction curves were made to show that 431 sequences were enough to obtain a satisfactory coverage of diversity of the microbial consortium. The test methodology based on Pools of DNA isolation was effective in detecting the gene Alkb Library metagenomics. / Mestre

O fósforo (P) é limitante tanto na produtividade da cana-de-açúcar (Saccharum officinarum L.) quanto na atividade da microbiota do solo. Em solos de regiões tropicais, devido à elevada saturação por óxidos de ferro e alumínio, o P se encontra normalmente indisponível às plantas. Portanto, o manejo da adubação de P, baseado no uso de microrganismos capazes de promover uma melhor ciclagem do P, se faz necessário. Assim, o objetivo do estudo foi avaliar as mudanças na microbiota do solo e na produtividade da cana-de-açúcar, em condições de campo, em resposta ao manejo orgânico associado à inoculação de bactérias solubilizadoras de fosfato (BSF). Para tanto, foi utilizado um composto, obtido previamente por meio da compostagem de subprodutos da indústria sucroenergética (torta de filtro e cinzas), enriquecido com fosfatos de rocha (fosfato de Araxá-FA ou fosfato de Bayóvar-FB). No campo foram estabelecidos sete tratamentos, sendo um destes o tratamento controle, adubado com superfosfato triplo. Seis tratamentos compreendiam áreas adubadas com composto, sendo duas com composto que continha FA, duas com FB e duas somente com composto sem enriquecimento com P (C). A metade dessas áreas recebeu também inoculação com BSF, contendo os tratamentos FA+I, FB+I e C+I. A inoculação foi feita com Bacillus simplex BACBR04, Bacillus sp. BACBR06 e Rhizobium sp. RIZBR0. As avaliações foram realizadas durante o primeiro ano de cultivo (cana planta) em dois períodos (aos seis e 12 meses). As mudanças na microbiota foram acessadas por meio da atividade das enzimas fosfatases (ácida e alcalina), fitases e β-glucosidase. Mudanças na estrutura da comunidade bacteriana e fúngica foram acessadas por meio do T-RFLP. A abundância dos genes 16S RNAr, phoD (relacionado à solubilização de P) e ITS foram avaliadas por meio de PCR quantitativo. A atividade das fosfatases e β-glucosidase aumentaram com a inoculação na cana adubada com composto enriquecido com fosfato de Araxá (FA+I) e também no solo adubado com composto sem enriquecimento (C+I). Nos tratamentos FA+I e C+I houve incremento do fósforo disponível e aumento de 10% na produtividade, em relação ao tratamento controle (M). As comunidades bacteriana e fúngica do tratamento C+I se estruturaram de forma distinta em relação ao tratamento controle (M). Nos solos inoculados houve menor abundância do gene ITS aos seis meses, enquanto que, para o gene 16S RNAr, os solos inoculados apresentaram menor abundância no período de 12 meses. Verificou-se que o consórcio bacteriano inoculado, associado com a aplicação de composto, superou, no primeiro ano de cultivo, o manejo rotineiramente utilizado em cana-de-açúcar (adubação com superfosfato triplo). É possível que haja efeito residual no decorrer dos ciclos da cana-de-açúcar, o que ainda reforçaria a importância do manejo orgânico associado à inoculação com BSF. / Phosphorus (P) is limiting both the yield of sugarcane (Saccharum officinarum L.) and the activity of the soil microbiota. In tropical soils, due to the high saturation of iron and aluminum oxides, P is normally unavailable to plants. Therefore, the management of P fertilization, based on the use of microorganisms that promote better P cycling is necessary. Thus, the objective of this study was to evaluate changes in the soil microbiota and in sugarcane yield under field conditions, in response to the organic management associated with the inoculation of phosphate solubilizing bacteria (PSB). In our field experiment, our fertilizer was an organic compost, previously obtained by the composting process of by-products of the sugarcane industry (filter cake and ashes), enriched with rock phosphates (Araxá phosphate-AP or Bayóvar phosphate-BP). Seven treatments were established in the field, one of which was the control treatment, fertilized with triple superphosphate. Six treatments comprised compost fertilized areas, two with compost containing AP, two with BP, and two only with compost, and without any enrichment with P (C). Half of these areas were also inoculated with PSB, containing the treatments AP+I, BP+I and C+I. Field inoculation was done with Bacillus simplex BACBR04, Bacillus sp. BACBR06 and Rhizobium sp. RIZBR0. We performed evaluations during the first year of cultivation at two periods (at six and twelve months after planting). We accessed the changes in the microbiota through the activity of acid and alkaline phosphatases, phytases and β-glucosidase. Changes in bacterial and fungal community structure were accessed through T-RFLP. We evaluated the abundance of the 16S RNAr, phoD (related to P solubilization) and ITS genes by quantitative PCR. The phosphatases and β-glucosidase activity increased with the inoculation in sugarcane fertilized with compost and enriched with Araxá phosphate (AP+I) and in the soil fertilized with compost, but without any enrichment (C+I). In these treatments (AP+I and C+I), we found an increase in available phosphorus and a 10% increase in productivity, in relation to the control treatment (M). The bacterial and fungal communities of the treatments C+I presented a different structure in relation to the control treatment (M). In the soils that received bacterial inoculations, there was a lower abundance of the ITS gene at six months, whereas for the 16S RNAr gene the inoculated soils presented lower abundance at 12 months. We verified that the inoculated bacterial consortium, associated with the application of compost, overcame the conventional management in sugarcane (triple superphosphate fertilizer) in the first year of cultivation. In addition, it is possible residual effect during the sugarcane cycles, which would further reinforce the importance of organic management associated with BSF inoculation.

Submitted by WENDER MESSIATTO DA SILVA (wendermessiatto@yahoo.com.br) on 2018-06-08T16:36:25Z No. of bitstreams: 1 silva_wm_me_Ilha.pdf: 2741794 bytes, checksum: 942a41a5e8d98fe17b8da88fec150d33 (MD5) / Approved for entry into archive by Cristina Alexandra de Godoy null (cristina@adm.feis.unesp.br) on 2018-06-11T14:05:34Z (GMT) No. of bitstreams: 1 silva_wm_me_ilha.pdf: 2741794 bytes, checksum: 942a41a5e8d98fe17b8da88fec150d33 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-11T14:05:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 silva_wm_me_ilha.pdf: 2741794 bytes, checksum: 942a41a5e8d98fe17b8da88fec150d33 (MD5) Previous issue date: 2018-04-09 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Os impactos ambientais decorrentes de vazamentos em postos de combustíveis têm sido preocupantes para órgãos ambientais ao redor do mundo, sobretudo por deteriorarem a qualidade das águas subterrâneas utilizadas como fonte de abastecimento, sendo os compostos benzeno, tolueno e xilenos (BTX) os de maior preocupação à saúde pública. A biorremediação é uma técnica viável do ponto de vista econômico e ecológico quando se utiliza consórcio microbiano de bactérias e fungos aliado a solução de nutrientes. Este trabalho verificou os efeitos da biorremediação sobre microambientes formados em erlenmenyers contendo solo arenoso fino de textura arenosa fina, bastante comum no noroeste paulista, contaminado por soluções sintéticas de BTX por intermédio de consórcio de microrganismos (bactérias ácido láticas, leveduras, bactérias fototróficas e actinomicetes). O desempenho de um consórcio de microrganismos foi verificado por meio de alterações de pH, teor de umidade, teor de carbono e pela de remoção de BTX do microambiente constituído de solo arenoso fino contaminado por solução sintética de BTX mediante a bioestimulação comparando-se os efeitos do ácido esteárico como surfactante. O uso de ácido esteárico como surfactante prejudicou o processo de biorremediação nos microambientes, com isso a remoção de BTX foi menor do que nos microambientes que não possuíam ácido esteárico. De acordo com resultados deste trabalho, um valor adequado para a aplicação da solução de microrganismos em campo é o de 0,02 mL de solução de microrganismos por cm³ de solo arenoso fino, pois ao se utilizar 6,25 mL de solução de microrganismos para 300 cm³ de solo arenoso fino no período de 7, 30 e 58 dias de experimento foi constatado resultados econômicos e relativamente eficientes no curto prazo. / The environmental impacts resulting to leaks at fuel stations has been worrying for environmental agencies around the world mainly for deteriorating the quality of the groundwater used as a water supply whereby the BTX compounds (benzene, toluene and xylene) the most worrisome public health. Bioremediation is a viable technique because the use of bacterial, fungal and yeast microbial consortia is economic and ecological associated with nutrient solutions. The effects of bioremediation verified through a consortium of microrganisms (lactic acid bacteria, yeasts, phototrophic bacteria and actinomycetes) on microenvironment in enlermeyers containing fine sandy texture lateritic soil, very common in São Paulo northwest region, contaminated by synthetic solutions of BTX. The performance of a consortium of microorganisms verified by pH changes, moisture content and organic carbon content of the microenvironments and the rate of BTX removal in fine sandy soil contaminated with BTX synthetics solutions by bioestimulation, comparing the effects of stearic acid as surfactant. The use of stearic acid as a surfactant impaired the bioremediation process in the microenvironments, thus the removal of BTX was lower than in microenvironments that did not possess stearic acid. According to the results of this work, a value of microorganisms per cm³ of microorganisms solution to the soil is 0.02 mL of microorganisms solution 300 cm³ of fine sandy soil in the period of 7, 30 and 58 days of experiment was confirmed and is useful in the short term.

Orientador: William Deodato Isique / Resumo: Os impactos ambientais decorrentes de vazamentos em postos de combustíveis têm sido preocupantes para órgãos ambientais ao redor do mundo, sobretudo por deteriorarem a qualidade das águas subterrâneas utilizadas como fonte de abastecimento, sendo os compostos benzeno, tolueno e xilenos (BTX) os de maior preocupação à saúde pública. A biorremediação é uma técnica viável do ponto de vista econômico e ecológico quando se utiliza consórcio microbiano de bactérias e fungos aliado a solução de nutrientes. Este trabalho verificou os efeitos da biorremediação sobre microambientes formados em erlenmenyers contendo solo arenoso fino de textura arenosa fina, bastante comum no noroeste paulista, contaminado por soluções sintéticas de BTX por intermédio de consórcio de microrganismos (bactérias ácido láticas, leveduras, bactérias fototróficas e actinomicetes). O desempenho de um consórcio de microrganismos foi verificado por meio de alterações de pH, teor de umidade, teor de carbono e pela de remoção de BTX do microambiente constituído de solo arenoso fino contaminado por solução sintética de BTX mediante a bioestimulação comparando-se os efeitos do ácido esteárico como surfactante. O uso de ácido esteárico como surfactante prejudicou o processo de biorremediação nos microambientes, com isso a remoção de BTX foi menor do que nos microambientes que não possuíam ácido esteárico. De acordo com resultados deste trabalho, um valor adequado para a aplicação da solução de microrganismos em campo... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The environmental impacts resulting to leaks at fuel stations has been worrying for environmental agencies around the world mainly for deteriorating the quality of the groundwater used as a water supply whereby the BTX compounds (benzene, toluene and xylene) the most worrisome public health. Bioremediation is a viable technique because the use of bacterial, fungal and yeast microbial consortia is economic and ecological associated with nutrient solutions. The effects of bioremediation verified through a consortium of microrganisms (lactic acid bacteria, yeasts, phototrophic bacteria and actinomycetes) on microenvironment in enlermeyers containing fine sandy texture lateritic soil, very common in São Paulo northwest region, contaminated by synthetic solutions of BTX. The performance of a consortium of microorganisms verified by pH changes, moisture content and organic carbon content of the microenvironments and the rate of BTX removal in fine sandy soil contaminated with BTX synthetics solutions by bioestimulation, comparing the effects of stearic acid as surfactant. The use of stearic acid as a surfactant impaired the bioremediation process in the microenvironments, thus the removal of BTX was lower than in microenvironments that did not possess stearic acid. According to the results of this work, a value of microorganisms per cm³ of microorganisms solution to the soil is 0.02 mL of microorganisms solution 300 cm³ of fine sandy soil in the period of 7, 30 and 58 days of exper... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

O benzo[a]pireno é um contaminante da classe dos HPAs (Hidrocarbonetos Policíclicos Aromáticos) oriundo do processo pirolítico a partir da combustão incompleta da matéria orgânica. Possui potencial carcinogênico, mutagênico e baixa degradação no meio ambiente, gerando preocupações ambientais. O presente estudo visa desenvolver uma metodologia de biorremediação eficiente para o contaminante benzo[a]pireno em solo inerte, previamente contaminado com uma concentração conhecida. Para a biorremediação foi avaliado o potencial da utilização de um consórcio microbiano com a bactéria Pseudomonas aeruginosa, e os fungos Candida albicans, Aspergillus flavus e Fusarium sp. Para comprovação da redução do contaminante foi realizada uma quantificação inicial e final das amostras via cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas (GC-MS). As análises foram realizadas a partir da correlação das áreas dos picos de padrões com as áreas obtidas das amostras extraídas. O tempo de incubação dos microrganismos foi de cinquenta dias, com monitoramento do crescimento microbiano a cada sete dias. As amostras foram divididas em três grupos, caracterizando a triplicata de todas as análises. Para cada grupo foi monitorado o crescimento dos microrganismos na presença e na ausência do contaminante. Para cada via foi pesado 55 g de solo, adicionado a solução contendo 6,2 mg L-1 do contaminante benzo[a]pireno (menos a via do branco) e adicionado 800μL do consórcio microbiano. As amostras ficaram em estufa na temperatura de 35°C durante o período de incubação. A quantificação inicial anterior ao processo de incubação dos microrganismos, foi obtida uma média de 3,74 mg kg-1, representando a adsorção do contaminante no solo. Para o monitoramento microbiano, foram observadas pelas curvas do crescimento dos microrganismos representativas diferenças, nas amostras do branco, que não continham B[a]P obtiveram um leve crescimento, tempo de vida curto, em torno de sete a quatorze dias, e um decrescimento brusco e repentino, enquanto as amostras com o contaminante B[a]P mostraram um número maior de Unidades Formadoras de Colônias (UFC) por grama de amostra, tempo de vida maior e um decrescimento normal. Esta diferença no comportamento dos microrganismos indicou a utilização o carbono orgânico do contaminante como fonte de energia, demonstrando a possibilidade da efetivação do processo de biorremediação. Após esta etapa, realizou-se a quantificação final do solo, foi obtida uma média de 1,29 mg kg-1. Avaliando ambas concentrações, antes e após o processo, constatou-se uma degradação do contaminante em 65,51%±0,95. Com estes resultados, comprovou-se a eficiência da metodologia proposta neste trabalho para a biorremediação do benzo[a]pireno. / Benzo[a]pyrene is a contaminant class of PAHs (Polycyclic Aromatic Hydrocarbons) arising from the pyrolytic process of incomplete combustion of organic matter. Are carcinogenic potential , mutagenic and low degradation in the environment, causing environmental concerns. This study aims to develop a methodology for efficient bioremediation of contaminant benzo[a]pyrene in soil inert previously contaminated with a known concentration. For bioremediation potential was evaluated using a microbial consortium with Pseudomonas aeruginosa bacteria and Candida albicans , Aspergillus flavus and Fusarium sp fungi. To prove the reduction of contaminant was performed to quantify the initial and final samples via gas chromatography- mass spectrometry (GC - MS). The analyzes were performed from the correlation of peak areas of standards with the areas obtained from extracted samples. The incubation of microorganisms was fifty days with monitoring of microbial growth every seven days. The samples were divided into three groups, featuring all of triplicate analyzes. For each group was monitored growth of micro-organisms in the presence and absence of the contaminant. For each route was weighed 55 g of soil added to a solution containing 6,2 mg L-1 of the contaminant benzo[a] pyrene ( the path of least white) and added to 800μL of a microbial consortium, which consists of a mixture of each species. The samples were left in an oven at 35°C. The quantification process prior to initial incubation of microorganisms was obtained an average of 3,74 mg kg-1, representing the adsorption of contaminants in the soil. For monitoring microbial curve was observed for the growth of microorganisms that the samples of the blank, containing no B[a]P had a slight growth short lifetime , about seven to fourteen days and decrease rate, while samples with contaminant B[a]P showed greater formation of Colony Forming Units (CFU) per gram of sample, lifetime , and a greater decrease normally. This difference in behavior indicated microorganisms using organic carbon as a dopant source of power, demonstrating the possibility of the realization of the bioremediation process . After this step, the measurement was carried out final soil was obtained an average of 1.29 mg kg-1. Evaluating concentrations both before and after the process , it was found a degradation of contaminant in 65.51 ± 0.95 % . With these results proved the efficiency of the methodology proposed in this work for the bioremediation of benzo[a]pyrene.

O benzo[a]pireno é um contaminante da classe dos HPAs (Hidrocarbonetos Policíclicos Aromáticos) oriundo do processo pirolítico a partir da combustão incompleta da matéria orgânica. Possui potencial carcinogênico, mutagênico e baixa degradação no meio ambiente, gerando preocupações ambientais. O presente estudo visa desenvolver uma metodologia de biorremediação eficiente para o contaminante benzo[a]pireno em solo inerte, previamente contaminado com uma concentração conhecida. Para a biorremediação foi avaliado o potencial da utilização de um consórcio microbiano com a bactéria Pseudomonas aeruginosa, e os fungos Candida albicans, Aspergillus flavus e Fusarium sp. Para comprovação da redução do contaminante foi realizada uma quantificação inicial e final das amostras via cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas (GC-MS). As análises foram realizadas a partir da correlação das áreas dos picos de padrões com as áreas obtidas das amostras extraídas. O tempo de incubação dos microrganismos foi de cinquenta dias, com monitoramento do crescimento microbiano a cada sete dias. As amostras foram divididas em três grupos, caracterizando a triplicata de todas as análises. Para cada grupo foi monitorado o crescimento dos microrganismos na presença e na ausência do contaminante. Para cada via foi pesado 55 g de solo, adicionado a solução contendo 6,2 mg L-1 do contaminante benzo[a]pireno (menos a via do branco) e adicionado 800μL do consórcio microbiano. As amostras ficaram em estufa na temperatura de 35°C durante o período de incubação. A quantificação inicial anterior ao processo de incubação dos microrganismos, foi obtida uma média de 3,74 mg kg-1, representando a adsorção do contaminante no solo. Para o monitoramento microbiano, foram observadas pelas curvas do crescimento dos microrganismos representativas diferenças, nas amostras do branco, que não continham B[a]P obtiveram um leve crescimento, tempo de vida curto, em torno de sete a quatorze dias, e um decrescimento brusco e repentino, enquanto as amostras com o contaminante B[a]P mostraram um número maior de Unidades Formadoras de Colônias (UFC) por grama de amostra, tempo de vida maior e um decrescimento normal. Esta diferença no comportamento dos microrganismos indicou a utilização o carbono orgânico do contaminante como fonte de energia, demonstrando a possibilidade da efetivação do processo de biorremediação. Após esta etapa, realizou-se a quantificação final do solo, foi obtida uma média de 1,29 mg kg-1. Avaliando ambas concentrações, antes e após o processo, constatou-se uma degradação do contaminante em 65,51%±0,95. Com estes resultados, comprovou-se a eficiência da metodologia proposta neste trabalho para a biorremediação do benzo[a]pireno. / Benzo[a]pyrene is a contaminant class of PAHs (Polycyclic Aromatic Hydrocarbons) arising from the pyrolytic process of incomplete combustion of organic matter. Are carcinogenic potential , mutagenic and low degradation in the environment, causing environmental concerns. This study aims to develop a methodology for efficient bioremediation of contaminant benzo[a]pyrene in soil inert previously contaminated with a known concentration. For bioremediation potential was evaluated using a microbial consortium with Pseudomonas aeruginosa bacteria and Candida albicans , Aspergillus flavus and Fusarium sp fungi. To prove the reduction of contaminant was performed to quantify the initial and final samples via gas chromatography- mass spectrometry (GC - MS). The analyzes were performed from the correlation of peak areas of standards with the areas obtained from extracted samples. The incubation of microorganisms was fifty days with monitoring of microbial growth every seven days. The samples were divided into three groups, featuring all of triplicate analyzes. For each group was monitored growth of micro-organisms in the presence and absence of the contaminant. For each route was weighed 55 g of soil added to a solution containing 6,2 mg L-1 of the contaminant benzo[a] pyrene ( the path of least white) and added to 800μL of a microbial consortium, which consists of a mixture of each species. The samples were left in an oven at 35°C. The quantification process prior to initial incubation of microorganisms was obtained an average of 3,74 mg kg-1, representing the adsorption of contaminants in the soil. For monitoring microbial curve was observed for the growth of microorganisms that the samples of the blank, containing no B[a]P had a slight growth short lifetime , about seven to fourteen days and decrease rate, while samples with contaminant B[a]P showed greater formation of Colony Forming Units (CFU) per gram of sample, lifetime , and a greater decrease normally. This difference in behavior indicated microorganisms using organic carbon as a dopant source of power, demonstrating the possibility of the realization of the bioremediation process . After this step, the measurement was carried out final soil was obtained an average of 1.29 mg kg-1. Evaluating concentrations both before and after the process , it was found a degradation of contaminant in 65.51 ± 0.95 % . With these results proved the efficiency of the methodology proposed in this work for the bioremediation of benzo[a]pyrene.

Submitted by Geyciane Santos (geyciane_thamires@hotmail.com) on 2015-07-09T14:40:35Z No. of bitstreams: 1 Tese - Solange Pires de Araújo.pdf: 3515735 bytes, checksum: b93126b2f4b53b8defbc853c668965cc (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2015-07-09T14:47:24Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Tese - Solange Pires de Araújo.pdf: 3515735 bytes, checksum: b93126b2f4b53b8defbc853c668965cc (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2015-07-09T14:52:48Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Tese - Solange Pires de Araújo.pdf: 3515735 bytes, checksum: b93126b2f4b53b8defbc853c668965cc (MD5) / Made available in DSpace on 2015-07-09T14:52:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese - Solange Pires de Araújo.pdf: 3515735 bytes, checksum: b93126b2f4b53b8defbc853c668965cc (MD5) Previous issue date: 2014-10-20 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The Amazon, which owns the largest fauna and flora in the world presents unparalleled wealth of biological diversity, however, keep intact this megadiversity requires scientific and technological knowledge. In this context, there is an important biotechnological tool that is the bioremediation of impacted environments with petroleum hydrocarbons and derivatives. In the present study samples of microbial communities of fungi and bacteria associated with aquatic macrophytes Eichhornia crassipes (Mart.) Solms, Ichnanthus calvescens Döll and Cyperus ligularis L., were researched. These host plants common at Rio Negro were collected in contaminated environments by oil and oil products at Waterway Station from Manaus. From the species selected, 155 bacterial strains were isolated, being 97 epiphytic and 58 endophytic, and 54 fungi strains, being 30 epiphytic and 24 endophytic. Selective media were used for isolation of microorganisms such as BH liquid medium (Bushhnell Haas) plus oil. The oil and diesel used are from the Base Oil Urucu, Amazonas. The biodegradability tests were performed on selective medium (BH), with the addition of oil as the carbon source known as Medium I This test was repeated with the addition to the medium I the redox indicator 2,6-dichlorophenol indophenol (DCPIP), called medium II. After the evaluationof microbial isolates were selected 6 bacteria and 7 fungi. Molecular identification of bacteria was performed by the 16S ribosomal DNA region and revealed the presence of Bacillus pumilus (endophytic / epiphytic), Lysinibacillus fusiform (epiphytic), Pseudomonas aeruginosa (epiphytic) and Acinetobacter junii (epiphytic/epiphytic). For molecular identification of fungi was performed by the ITS1 and ITS2 region and revealed the presence of Curvularia trifolii (epiphytic), Curvularia clavata (endophytic / epiphytic), Gibberella intermedia (epiphytic/endophytic), Phoma herbarum (epiphytic) and Dothideomycetes sp (epiphytic). These microorganisms were selected for composition of microbial consortium that were used for hydrocarbon biodegradation tests. The measurement of biodegradation of oil and diesel activities was estimated by chromatography and mass spectrometry. In tests we used water of Rio Negro with the aim of approaching research the environment that are being studied. Degradation of hydrocarbons by consortia of fungi and bacteria had significant average values (98.7 to 100%), but did not show any statistical difference between the degradation of the control containing water of the Rio Negro (97.3%). In the experiment with the mixed consortium (FB), there were significant differences, because although the control containing water of the Rio Negro has promoted degradation of diesel by wild microbiota (81.7%), this degradation was lower and statistically different from the mixed consortium (97,5%). Analysis were carried out for degradation of the compounds naphthalene and phenanthrene of diesel by consortia . It was observed that phenanthrene was the best that has been degraded by the mixed consortium (F / B), however the naphthalene was better degraded by the control containing only water from the Rio Negro, highlighting the potential of wild microorganisms that deserve attention in future research, the isolation of these ones in waters from Rio Negro. In the experimental design with the consortia, the results showed that mixed consortia (FB) have potential for use in future bioremediation. / A Amazônia, detentora da maior fauna e flora do mundo apresenta riqueza inigualável de diversidade biológica, entretanto, manter intacta essa megadiversidade requer conhecimentos científicos e tecnológicos. Nesse contexto, situa-se uma importante ferramenta biotecnológica que é a biorremediação de ambientes impactados por hidrocarbonetos de petróleo e derivados. No presente trabalho realizou-se estudo de amostras das comunidades microbianas de fungos e bactérias associadas às macrófitas aquáticas Eichornia crassipes (Mart.) Solms, Ichnanthus calvescens Döll e Cyperus ligularis L. Essas plantas hospedeiras comuns nas águas do rio Negro foram coletadas em ambientes contaminados por petróleo e derivados na Estação Hidroviária de Manaus. Das espécies vegetais selecionadas foram isoladas 155 linhagens de bactérias, sendo 97 epifíticas e 58 endofíticas e 54 cepas de fungos, sendo 30 epifíticos e 24 endofíticos. Foram empregados meio seletivo para isolamento dos microrganismos tal como meio liquido BH (Bushhnell Haas) acrescido de petróleo. O petróleo e o diesel utilizados foram provenientes da Base Petrolífera de Urucu, Amazonas. Os ensaios de biodegradabilidade foram realizados em meio seletivo (BH), com a adição de petróleo como fonte de carbono denominado Meio I. Este ensaio foi repetido com a adição ao meio I do indicador redox 2,6-diclorofenol indofenol (DCPIP), denominado meio II. Após a avaliação dos isolados microbianos foram selecionados 6 bactérias e 7 fungos. A identificação molecular das bactérias foi realizada por meio da região do DNA ribossomal 16S e revelou a presença de Bacillus pumilus (Endofítica/epifítica), Lysinibacillus fusiformes (Epifítica), Pseudomonas aeruginosa (Epifítica) e Acinetobacter junii (Epifítica/epifítica). A identificação molecular dos fungos foi realizada por meio da região TS1 e ITS2 e revelou a presença das seguintes espécies: Curvularia trifolii (epifítica), Curvularia clavata (endofítica/epifítica), Gibberella intermedia (epifítica/endofitica), Phoma herbarum (epifítica) e Dothideomycetes sp (epifítica). Estes microrganismos foram selecionados para composição do consórcio microbianos que foram utilizados em ensaios de biodegradação de hidrocarbonetos. A mensuração das atividades de biodegradação de petróleo e diesel foi estimada por cromatografia e espectrometria de massa. Nos ensaios utilizou-se água do rio Negro com o objetivo de aproximar a pesquisa ao ambiente de estudo. A degradação dos hidrocarbonetos pelos consócios de fungos e bactérias apresentaram médias significativas (98,7-100%), mas não apresentaram diferenças estatísticas entre a degradação do controle contendo água do rio Negro (97,3%). No experimento com o consórcio misto (F/B), houve diferenças significativas, pois embora o controle contendo água do rio Negro tenha promovido degradação do diesel pela microbiota selvagem (81,7%), esta degradação foi inferior e diferente estatisticamente do consórcio misto (97,5%). Foram realizadas análises de degradação dos compostos naftaleno e fenantreno do óleo diesel pelos consórcios Observou-se que o composto fenantreno foi o que melhor foi degradado pelo consórcio misto (F/B). Entretanto, o naftaleno foi melhor degradado pelo controle contendo somente água do rio Negro, destacando o potencial dos microrganismos selvagens que merecem atenção nas futuras pesquisas, no isolamento destes em águas do rio Negro. O índice de toxicidade dos extratos microbianos foram avaliados como toxicidade moderada para o consórcio misto (F/B), já para o consórcio de fungos e consórcios de bactérias não apresentou toxicidade. No planejamento experimental com os consórcios, os resultados obtidos demonstraram que consórcios mistos (F/B) apresentaramm potencial para uso em futuros processos de biorremediação.

O benzo[a]pireno é um contaminante da classe dos HPAs (Hidrocarbonetos Policíclicos Aromáticos) oriundo do processo pirolítico a partir da combustão incompleta da matéria orgânica. Possui potencial carcinogênico, mutagênico e baixa degradação no meio ambiente, gerando preocupações ambientais. O presente estudo visa desenvolver uma metodologia de biorremediação eficiente para o contaminante benzo[a]pireno em solo inerte, previamente contaminado com uma concentração conhecida. Para a biorremediação foi avaliado o potencial da utilização de um consórcio microbiano com a bactéria Pseudomonas aeruginosa, e os fungos Candida albicans, Aspergillus flavus e Fusarium sp. Para comprovação da redução do contaminante foi realizada uma quantificação inicial e final das amostras via cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas (GC-MS). As análises foram realizadas a partir da correlação das áreas dos picos de padrões com as áreas obtidas das amostras extraídas. O tempo de incubação dos microrganismos foi de cinquenta dias, com monitoramento do crescimento microbiano a cada sete dias. As amostras foram divididas em três grupos, caracterizando a triplicata de todas as análises. Para cada grupo foi monitorado o crescimento dos microrganismos na presença e na ausência do contaminante. Para cada via foi pesado 55 g de solo, adicionado a solução contendo 6,2 mg L-1 do contaminante benzo[a]pireno (menos a via do branco) e adicionado 800μL do consórcio microbiano. As amostras ficaram em estufa na temperatura de 35°C durante o período de incubação. A quantificação inicial anterior ao processo de incubação dos microrganismos, foi obtida uma média de 3,74 mg kg-1, representando a adsorção do contaminante no solo. Para o monitoramento microbiano, foram observadas pelas curvas do crescimento dos microrganismos representativas diferenças, nas amostras do branco, que não continham B[a]P obtiveram um leve crescimento, tempo de vida curto, em torno de sete a quatorze dias, e um decrescimento brusco e repentino, enquanto as amostras com o contaminante B[a]P mostraram um número maior de Unidades Formadoras de Colônias (UFC) por grama de amostra, tempo de vida maior e um decrescimento normal. Esta diferença no comportamento dos microrganismos indicou a utilização o carbono orgânico do contaminante como fonte de energia, demonstrando a possibilidade da efetivação do processo de biorremediação. Após esta etapa, realizou-se a quantificação final do solo, foi obtida uma média de 1,29 mg kg-1. Avaliando ambas concentrações, antes e após o processo, constatou-se uma degradação do contaminante em 65,51%±0,95. Com estes resultados, comprovou-se a eficiência da metodologia proposta neste trabalho para a biorremediação do benzo[a]pireno. / Benzo[a]pyrene is a contaminant class of PAHs (Polycyclic Aromatic Hydrocarbons) arising from the pyrolytic process of incomplete combustion of organic matter. Are carcinogenic potential , mutagenic and low degradation in the environment, causing environmental concerns. This study aims to develop a methodology for efficient bioremediation of contaminant benzo[a]pyrene in soil inert previously contaminated with a known concentration. For bioremediation potential was evaluated using a microbial consortium with Pseudomonas aeruginosa bacteria and Candida albicans , Aspergillus flavus and Fusarium sp fungi. To prove the reduction of contaminant was performed to quantify the initial and final samples via gas chromatography- mass spectrometry (GC - MS). The analyzes were performed from the correlation of peak areas of standards with the areas obtained from extracted samples. The incubation of microorganisms was fifty days with monitoring of microbial growth every seven days. The samples were divided into three groups, featuring all of triplicate analyzes. For each group was monitored growth of micro-organisms in the presence and absence of the contaminant. For each route was weighed 55 g of soil added to a solution containing 6,2 mg L-1 of the contaminant benzo[a] pyrene ( the path of least white) and added to 800μL of a microbial consortium, which consists of a mixture of each species. The samples were left in an oven at 35°C. The quantification process prior to initial incubation of microorganisms was obtained an average of 3,74 mg kg-1, representing the adsorption of contaminants in the soil. For monitoring microbial curve was observed for the growth of microorganisms that the samples of the blank, containing no B[a]P had a slight growth short lifetime , about seven to fourteen days and decrease rate, while samples with contaminant B[a]P showed greater formation of Colony Forming Units (CFU) per gram of sample, lifetime , and a greater decrease normally. This difference in behavior indicated microorganisms using organic carbon as a dopant source of power, demonstrating the possibility of the realization of the bioremediation process . After this step, the measurement was carried out final soil was obtained an average of 1.29 mg kg-1. Evaluating concentrations both before and after the process , it was found a degradation of contaminant in 65.51 ± 0.95 % . With these results proved the efficiency of the methodology proposed in this work for the bioremediation of benzo[a]pyrene.