O 4-Nonilfenol (4-NF) é o principal produto formado a partir da degradação do Nonilfenol etoxilado, surfactante não iônico amplamente utilizado em formulações de uso doméstico e industrial. Objetivou-se neste estudo desenvolver método de quantificação de 4-NF em HPLC; avaliar a remoção de 4-NF em reatores em batelada com co-substratos (etanol, metanol e fumarato) e avaliar a remoção e degradação de 4-NF em Reator Anaeróbio de Leito Fluidificado (RALF) em escala aumentada (20L), bem como caracterizar a comunidade microbiana estabelecida no material suporte por meio das técnicas de PCR/DGGE do gene RNAr 16S e sequenciamento massivo via plataforma Illumina-Miseq®. O RALF foi preenchido com areia como material suporte, operado com Tempo de Detenção Hidráulico (TDH) de 18,2±1,1 horas e alimentado com meio de cultura acrescido de 4-NF PESTANAL® (Sigma-Aldrich®). Análises de monitoramento da concentração de 4-NF e matéria orgânica, bem como, dos parâmetros físico-químicos foram realizadas para avaliar a estabilidade do reator quanto a remoção e degradação do composto de interesse. A operação do reator foi dividida em distintas etapas, contando com inoculação do RALF em circuito fechado, adaptação ao meio de cultura e subsequentes fases com adição de 4-NF. Para reatores em batelada a adição de 4-NF (de 288,97±96,49 a 469,98±182,42 µg L-1) favoreceu a produção média de metano acumulada (de 2.292,3 para 2.744,7 mol, respectivamente) para todos os co-susbtratos testados, todavia, retardou o tempo médio de início da produção (de 15,9 h para 107,9 h), bem como reduziu a velocidade de produção (de 24,4 para 10,9 µmol d-1). Para ensaio com adição de 4-NF e Fumarato foram verificados os maiores valores de produção acumulada de metano (3.163,68±169,17 µmol) e de remoção de DQO (75,52±0,34% para DQO inicial de 1.242,00±27,48 mg L-1), em relação aos demais ensaios com adição de 4-NF. Para a remoção de 4-NF em reatores em batelada os valores não diferiram significativamente. Para o RALF, foram verificadas eficiências médias de remoção de DQO de 90,34±6,1% (Fase I), 94,0±1,2% (Fase II), 97,0±1,3% (Fase III) e 95±1,5% (Fase IV) e 4-NF de 73,2±11,1% (Fase II), 67,3±7,3% (Fase III) e 77,88±8,9% (Fase IV). As diferentes concentrações de 4-NF aplicadas ao RALF não afetaram a eficiência de remoção de DQO e promoveram a seleção dos microrganismos que compuseram a biomassa do leito. Os gêneros mais abundantes identificados no reator sem adição de 4-NF foram Prolixibacter, Geothrix, Klebsiella, Lactobacillus e Geobacter. Os gêneros com maior abundância relativa identificados após adição de 4-NF foram os seguintes: Geothrix, Holophaga, Elusimicrobium, Paludibacter, Lactobacillus, Aeromonas, Pelobacter, Aquaspirillum, Pseudomonas, Delftia, Acinetobacter, Arcobacter, Ignavibacterium, Treponema, Lysinibacillus e Enterococcus. / 4-Nonylphenol (4-NP) is the main product formed in the Nonylphenol ethoxylate degradation, nonionic surfactant used in formulations of domestic and industrial use. The objective of this study was to develop a method to determine 4-NP in HPLC; to evaluate the 4-NP removal in batch reactors with co-substrates (ethanol, methanol and fumarate) and removal and degradation of 4-NP in anaerobic Fluidized Bed Reactor (AFBR) on an enlarged scale (20L), as well as characterize the microbial community established in the support material by PCR / DGGE techniques of the 16S RNAr gene and massive sequencing by the Illumina-Miseq® platform. The AFBR was filled with sand as carrier material, operated with Hydraulic Retention Time (HRT) of 18.2±1.1 hours and fed with synthetic sewage plus 4-NP PESTANAL® (Sigma-Aldrich®). Monitoring of the 4-NP concentration and organic matter, as well as physical-chemical parameters were performed to evaluate the stability of the reactor for the removal and degradation of the compound of interest. Reactor operation was divided into different stages, with inoculation of the RALF in closed circuit, adaptation to the culture medium and subsequent phases with 4-NF addition. The addition of 4-NP (from 288.97±96.49 to 469.98±182.42 µg L-1) in batch reactors favored the average accumulated methane production (from 2,292.3 to 2,744.7 µmol, respectively) for all tested co-susbtrates, however, delayed the mean time to start production (from 15.9 h to 107.9 h), as well as reduced production rate (from 24.4 to 10.9 µmol d-1). The highest accumulated values of methane production (3,163.68 ± 169.17 µmol) and COD removal (75.52±0.34% for the initial COD of 1,242±27.48 mg L-1) were verified for the addition of 4-NP and Fumarate, compared to the other tests with addition of 4-NP. For the 4-NP removal in batch reactors the values did not differ significantly. Mean values of COD removal for the AFBR were 90.34±6.1% (Phase I), 94.0±1.2% (Phase II), 94.0±1.2% (Phase III) and 97.0±1.3% (Phase IV) and 4-NF of 73.2±11.1% (Phase II), 67.3±7.3% (Phase III) and 77.88±8.9% (Phase IV). Different concentrations of 4-NP applied to the AFBR did not affect the COD removal efficiency and promoted the selection of the microorganisms that composed the bed biomass. The most abundant genera identified in the reactor without addition of 4-NP were Prolixibacter, Geothrix, Klebsiella, Lactobacillus and Geobacter. The genotypes with the highest relative abundance identified after addition of 4-NP were as follows: Geothrix, Holophaga, Elusimicrobium, Paludibacter, Lactobacillus, Aeromonas, Pelobacter, Aquaspirillum, Pseudomonas, Delftia, Acinetobacter, Arcobacter, Ignavibacterium, Treponema, Lysinibacillus and Enterococcus.

Neste trabalho foi avaliada a degradação de alquilbenzeno linear sulfonado (LAS) de água residuária de lavanderia comercial (ARLC) em reator anaeróbio de leito fluidificado (RALF) utilizando areia como material suporte, lodo oriundo de UASB empregado no tratamento de resíduos de suinocultura como inóculo e tempo de detenção hidráulica de 18 horas. O período de 330 dias de operação foi divido em quatro etapas: (a) etapa I, com adaptação da biomassa ao substrato sintético contendo etanol e sacarose (1:1 DQO); (b) etapa II, com adição de ARLC (18,2 ± 11,5mgLAS.L-1) ao substrato sintético mais etanol e sacarose (1:1 DQO); (c) etapa III, com adição de ARLC (25,4 ± 8,8 mgLAS.L-1) ao substrato sintético mais etanol e (d) etapa IV, com adição de ARLC (20,4 ± 5,8 mgLAS.L-1) ao substrato sintético, sem adição de fonte suplementar de carbono. Equilíbrio reacional ao longo das etapas de operação foi verificado em função da baixa concentração de ácidos orgânicos voláteis e sólidos suspensos voláteis efluente. Na etapa I, verificou-se 82,9 ± 13,6% de remoção de DQO para 683,9 ± 110,4 mgDQO.L-1 afluente. Para todas as etapas de operação, observou-se a manutenção dessa eficiência sempre superior a 88%. Verificou-se aumento da eficiência de remoção do surfactante de 51,7 ± 23,9% na etapa II na presença de etanol e sacarose (1:1 DQO) (872,3 ± 141,8 mgDQO.L-1 afluente), para 72,9 ± 18,8% na etapa III, somente com etanol (705,0 ± 155,8 mgDQO.L-1 afluente), e de 76,8 ± 16,9% na etapa IV, após a retirada das fontes suplementares de carbono (633,4 ± 156,88 mgDQO.L-1 afluente). A substituição de sacarose e etanol por somente etanol foi extremamente favorável para a remoção do LAS, isto porque foram identificadas alterações das populações microbianas de acordo com a modificação da fonte suplementar de carbono relacionadas, principalmente, ao nível taxonômico de família. Na etapa II, observou-se predomínio de representantes da família Comamonadaceae (abundância relativa de 47% no biofilme). Também para o biofilme das etapas III e IV, verificou-se decréscimo para menos de 4% da abundância relativa de representantes pertencentes à família Comamonadaceae. Todavia, verificou-se aumento da abundância relativa de representantes da família Rhodocyclaceae (18%, 88% e 77% no biofilme das etapas II, III e IV, respectivamente). O principal gênero da família Comamonadaceae identificado na etapa II foi Curvibacter, cujo crescimento pode estar associado a açúcares (abundância relativa de 28% no biofilme). Verificou-se decréscimo da abundância relativa deste gênero inferior a 0,9% nas etapas III e IV. Para os representantes da família Rhodocyclaceae foram identificados gêneros possivelmente relacionados à degradação do LAS: Dechloromonas, Georgfuchsia e Zoogloea (78%, 67% e 98% dos gêneros pertencentes à família Rhodocyclaceae identificados no biofilme das etapas II, III e IV, respectivamente). Por meio do sequenciamento massivo, 37 gêneros possivelmente relacionados à degradação do LAS foram identificados. Quarenta compostos xenobióticos, alguns tóxicos à biota aquática, foram detectados no efluente via cromatografia gasosa/espectrometria de massas. Verificou-se, por meio do índice de Bray-Curtis, maior similaridade entre a biomassa do biofilme e do separador de fases de uma mesma etapa do que entre amostras de biomassa de etapas de operação distintas, evidenciando que houve diferenciação das populações de acordo com a fonte de carbono empregada. Por meio do balanço de massa global, observou-se que somente 0,81% do LAS removido ficou adsorvido. / In the present study, the degradation of linear alkylbenzene sulfonate (LAS) from laundry wastewater (LW) was investigated by using an anaerobic fluidized bed reactor (AFBR) with sand as support material, inoculum coming from a UASB reactor used in the treatment of swine manure, and hydraulic retention time of 18 hours. The operation time was divided into four stages: (a) stage I composed by the adaptation of the biomass in the presence of synthetic substrate containing sucrose and ethanol (1:1 COD); (b) stage II with addition of LW (18.2 ± 11.5mgLAS.L-1) plus synthetic substrate containing sucrose and ethanol (1:1 COD); (c) stage III with LW (25.4 ± 8.8 mgLAS.L-1) plus synthetic substrate containing ethanol; (d) stage IV with addition of LW (20.4 ± 5.8 mgLAS.L-1) plus synthetic substrate without supplementary carbon source. Low concentration of volatile organic acids and volatile suspended solids were observed in the reactor effluent indicating the system exhibited good stability. The COD removal efficiency was 82.9 ± 13.6% during the biomass adaptation in stage I (683.9 ± 110.4 mg.L-1 of COD influent). That removal efficiency was high throughout the operational time, exceeding 88%. The surfactant removal efficiency increased from 51.7 ± 23.9% in stage II with the presence of ethanol and sucrose (872.3 ± 141.8 mgCOD.L-1 influent) to 72.9 ± 18.8% in stage III, with only ethanol (705.0 ± 155.8 mgCOD.L-1 influent). In the stage IV, after the withdrawal of additional carbon sources, the removal efficiency was 76.8 ± 16.9% (633.4 ± 156.88 mgCOD.L-1 influent). The replacement of sucrose and ethanol by only ethanol favored the LAS efficiency removal due to the microbial community change according to the additional carbon source modification, what was mainly detected at family level. In stage II there was a predominance of representatives of Comamonadaceae family (relative abundance of 47% in the biofilm). That relative abundance decreased to less than 4% in stages III and IV. However, there was an increase in relative abundance of representatives of the Rhodocyclaceae family (18%, 88% and 77% of the biofilm in stages II, III and IV, respectively). The main genus of Comamonadaceae family identified in stage II was Curvibacter whose growth may be associated with sugars (relative abundance of 28% in the biofilm). That relative abundance was decreased to less than 0.9% in stages III and IV. For representatives of Rhodocyclaceae family, some genera possibly related to the degradation of LAS were identified: Dechloromonas, Georgfuchsia and Zoogloea (78%, 67% and 98% of the genera of the Rhodocyclaceae family identified in the biofilm from stages II, III and IV, respectively). By means of massive sequencing, 37 genera possibly related to degradation of LAS were identified. Forty xenobiotic compounds, some of them toxic to aquatic biota, were detected in the reactor effluent through gas chromatography/ mass spectrometry. According to the Bray-Curtis similarity, the samples collected in the same operation stage showed higher similarity coefficients than those collected in the same sampling site (biofilm from support material or phase separator). That result confirms the microbial community differentiation according to the carbon source employed. Through the overall mass balance, it was found that only 0.81% of LAS added was removed by adsorption.

A remoção do surfactante Alquilbenzeno Linear Sulfonado (LAS) de água residuária de lavanderia comercial foi estudada em EGSB (Expanded granular sludge bed). Essa água residuária foi diluída em esgoto sanitário. O volume útil do reator era de 1,8 L. Toda a operação ocorreu em condições mesofílicas, para TDH (tempo de detenção hidráulica) de 36 horas, velocidade ascensional de 4 m/h e vazão de recirculação de 8,5 L/h. A água residuária de lavanderia era diluída até que se atingisse aproximadamente 20 mg/L de LAS na alimentação do reator. O sistema foi operado em três fases. Na primeira fase de operação usou-se água de abastecimento para diluir a água residuária de lavanderia; na segunda fase utilizou-se uma mistura de água de abastecimento e esgoto sanitário para diluição da água residuária de lavanderia, sendo que 50 % da composição era esgoto sanitário; e, por fim, na última fase de operação utilizou-se apenas esgoto sanitário como diluente da água residuária. Na primeira fase foi necessária adição de bicarbonato de sódio como agente tamponante. Em todas as fases aplicou-se DQO (demanda química de oxigênio) e LAS afluente de 341 ± 216 mg/L e 18,8 ± 7,3 mg/L, respectivamente. A adição do esgoto sanitário afetou a remoção do surfactante, o que na fase inicial (Fase I) representou 77,2 ± 14,9 % e na fase final (Fase III) passou a ser 55,3 ± 18,4 % de remoção de LAS. No entanto, ao passo que a remoção de LAS diminuiu, a remoção de DQO aumentou de 57 ± 16 % para 65 ± 10 %, respectivamente, para a Fase I e Fase III. Além disso, devido a adição de esgoto sanitário verificou-se aumento do tamanho dos grânulos, de 3,67 ± 1,83 mm (Fase I) para 4,97 ± 1,99 mm (Fase II); e também da concentração de sólidos totais no reator, de 5,79 g/L (Etapa I) para 9,50 g/L (Fase III). Por meio do balanço de massa de LAS verificou-se remoção de 69 % de LAS, sendo que 67 % foram removidos por degradação e 2 % por adsorção do mesmo na biomassa. Por fim, por meio das análises por CG/EM (Cromatografia gasosa acoplada a espectrometria de massas) observou-se 17 substâncias no afluente e apenas 4 no efluente, tais como, mercaptanas, hidrocarbonetos, aminas e amidas. A maioria delas são tóxicas aos organismos aquáticos e estão presentes em produtos de limpeza e higiene pessoal. / The removal of the surfactant Linear Alkylbenzene Sulfonate (LAS) of wastewater of a commercial laundry was studied in an EGSB (Expanded granular sludge bed). This wastewater was diluted in sewage. The useful volume of the reactor was of 1,8 L. The whole operation occurred on mesophilic conditions, to HRT (Hydraulic Retention Time) was 36 hours, the upflow speed of 4 m/h and recirculation flow of 8,5 L/h. The laundry waste water was diluted until achieve 20 mg/L of LAS on the reactor feed. The system was operated in three stages. In the first operation stage water supply was used to dilute the wastewater laundry; in the second stage used a mixture of water supply and sewage for dilution of wastewater laundry and 50 % of the composition was sewage; and finally, in the last stage of operation is only used sewage as a diluent of wastewater. In the first stage was required addition of sodium bicarbonate as buffering agent. All the stages was applied COD (Chemical oxygen demand) and LAS influent 341 ± 216 mg/L and 18,8 ± 7,3 mg/L, respectively. The addition of sewage affected the surfactant removal, which on the first stage (Stage I) represented 77,2 ± 14,9 % and on the final stage (Stage III) became 55,3 ± 18,4 % of LAS removal. However, while removing of LAS decreased the COD removal increased from 57 ± 16 % to 65 ± 10 %, respectively, to Stage I and Stage III . Furthermore, due to the addition of sewage was checked an increased on the size of the grain from 3,67 ± 1,83 mm (Stage I) to 4,97 ± 1,99 mm (Stage II); and also the concentration of total solids into the reactor, from 5,79 g/L (Stage I) to 9,50 g/L (Stage III). By mass balance LAS was found a remove of 69 % of LAS, wherein 67 % were removed by degradation and 2 % by adsorption of the surfactant in the biomass. Finally, through analysis by GC/MS (gas chromatograph/mass spectrometry) 17 substances were observed in the influent and only 4 in the effluent, such as, mercaptans, hydrocarbons, amines and amides. Most of them are toxic to aquatic organisms and are present in cleaning products and personal hygiene.

Neste trabalho foi utilizado reator anaeróbio operado em bateladas seqüenciais com biomassa imobilizada para avaliação da remoção e degradação de alquilbenzeno sulfonado linear (LAS). O volume útil do sistema foi de 2,6 L, sendo a temperatura mantida constante a 30 \'+ OU -\' 1 grau Celsius. O inóculo, lodo proveniente de reator UASB utilizado no tratamento de resíduos de suinocultura, foi imobilizado em partículas de carvão vegetal. A alimentação consistiu de substrato sintético acrescido de LAS. A operação foi dividida em quatro etapas: (1) substrato sintético sem LAS, (2) substrato sintético acrescido de 12 \'+ OU -\' 3 mg/L de LAS, (3) substrato sintético acrescido de 32 \'+ OU -\' 5 mg/L de LAS e (4) substrato sintético sem sacarose acrescido de 10 \'+ OU -\' 2 mg/L de LAS. O reator, operado durante 256 dias, mostrou estabilidade operacional sob baixas concentrações de LAS (12 \'+ OU -\' 3 e 10 \'+ OU -\' 2 mg/L). A elevação da concentração de LAS a 32 \'+ OU -\' 5 mg/L influenciou negativamente o processo de digestão anaeróbia. Nessa concentração, atingiu-se a mínima eficiência de remoção média de DQO (53% \'+ OU -\' 12 p.p.) e houve consumo de alcalinidade (valor mínimo de 241 mg \'CA\'\'CO IND.3\'/L) associado ao acúmulo de ácidos voláteis (concentração máxima de 97 mgHAc/L). Sob essas condições, atribui-se o inadequado desempenho do reator possivelmente ao comprometimento de suas condições hidrodinâmicas, que podem ter sido afetadas pela produção excessiva de exopolímeros. Com a diminuição da concentração de LAS a 10 \'+ OU -\' 2 mg/L o sistema mostrou recuperação. Nessa última fase foi verificada remoção de 70% \'+ OU -\' 5 p.p. de DQO, para 61 dias de operação. O balanço de massa do LAS indicou remoção de 18%, enquanto que sua degradação biológica atingiu 16%. Conclui-se que configuração testada, com biomassa imobilizada, não foi considerada adequada ao tratamento de águas residuárias contendo LAS. As análises microscópicas revelaram ampla variedade morfológica e não se constatou diferenças significativas quanto as morfologias encontradas no inóculo e durante as fases de operação. Por meio de técnicas de biologia molecular (PCR/DGGE), constatou-se que o meio suporte foi seletivo para o domínio Bacteria. / This work used an anaerobic sequencing biofilm batch reactor aiming the removal and degradation of the linear alkylbenzene sulfonate (LAS). Biomass from an UASB reactor treating suine wastewater was immobilized in charcoal fragments. The reactor was fed with synthetic substrate with addition of LAS. Feeding happened in four stages: (1) synthetic substrate without LAS, (2) synthetic substrate with LAS at 12 ±3 mg/L, (3) synthetic substrate with LAS at 32 ±5 mg/L and (4) synthetic substrate with LAS at 10 ±2 mg/L. The reactor, which was monitored for 256 days, has shown good stability under low LAS concentrations (12 ±3 e 10 ±2 mg/L). Rising in LAS concentration to 32 ±5 mg/L have negatively influenced anaerobic digestion. At this concentration, the lowest organic matter removal efficiency (55% ±12 p.p.) was attained and alkalinity consumption took place (lowest value of 241 mgCaCO3/L) associated with amassing of volatile acids (peak value of 97 mgHAc/L). Under these conditions, the ill-suited performance shown by the reactor is assumed to be caused by the compromising of the reactors hydrodynamics properties, which could have been affected by the observed extracellular polymers overproduction. The reactor showed good performance recovery when the LAS concentration was lowered to 10 ±2 mg/L. The last stage reached 70% ±5 p.p. of organic matter removal efficiency within 61 days. LAS mass balance indicated that 18% of the mass affluent to the reactor were removed by biodegradation and adsorption, while 16% were biologically degraded. Upon the obtained results, it was concluded that the proposed configuration is not suited in treating wastewaters containing LAS. Microscopic investigations have revealed notable microbial morphological variety and it could not been distinguished significative differences between inoculums and reactors samples microbial morphologies. Through Molecular Biology techniques (PCR/DGGE), it was observed that the support material has allowed growth of some bacterial populations that were not found in the inoculum.

A presente pesquisa teve como objetivo avaliar a remoção de alquilbenzeno sulfonado linear (LAS), presente na composição do detergente em pó doméstico e caracterizar os microrganismos do domínio Bacteria do reator anaeróbio de leito fluidificado. Para tal foi utilizado um reator anaeróbio de leito fluidificado contendo areia como material suporte contendo biofilme maduro. O reator foi operado com TDH de 15 horas. A alimentação consistiu em substrato sintético, com etanol e extrato de levedura, como co-substratos, e detergente em pó comercial. O reator foi operado em 7 etapas diferentes: (I) circuito fechado para adaptação do biofilme maduro a nova água residuária, (II) sistema aberto e a alimentação com substrato sintético, (III) acréscimo de solução redutora de sulfeto de sódio, (IV) nova imobilização e adaptação da biomassa em sistema fechado, (V) circuito aberto e variação da concentração de co-substratos na alimentação em função da estabilização e aumento da eficiência de remoção de DQO, (VI) estabilização da remoção de matéria orgânica,(VII) adição de detergente em pó comercial. Os seguintes parâmetros físico-químicos foram monitorados: pH, alcalinidade, ácidos voláteis, sulfato, sulfeto, DQO, sólidos suspensos totais e concentração de LAS afluente e efluente. Remoção de 48% de LAS foi verificada após 231 dias de operação. A presença do surfactante não alterou significativamente a remoção de DQO, cujos valores foram 87,2 ± 5,4% e 85,8 ± 4,9%, antes e depois da adição de LAS, respectivamente. Por meio do balanço de massa verificou-se que 42,4% do LAS adicionado no reator foram removidos por degradação biológica, 0,9% ficaram adsorvidos na biomassa e 4,5% adsorvido na biomassa efluente. Clones relacionados aos Filos Proteobacteria, Synergistetes e Fusobacteria foram obtidos, tanto em amostras do material suporte, quanto do separador de fases do reator, sendo que o Filo Verrucomicrobia foi obtido, somente, em amostras do copo do reator. Os filos Bacteroidetes e Firmicutes foram verificados somente em amostras da areia. / The present research intends to evaluate the removal of linear alkylbenzene sulphonate (LAS), a component present in the manufacturing of domestic detergent powder and characterize the microorganisms of Bacteria domain of the anaerobic fluidized bed reactor. In this case, an anaerobic fluidized bed reactor was employed, with sand containing mature biofilm as support material. The reactor was operated with a 15 hour HRT. Feeding consisted of synthetic substrate and commercial detergent powder, with ethanol and yeast extract as co-substrates. The reactor was operated in 7 different steps: (I) the circuit was kept closed for adaptation of mature biofilm to the new wastewater, (II) the system was opened and food was provided, consisting only of synthetic substrate, (III) a reducing solution of sodium sulfide was added, (IV) the system was closed for new immobilization and biomass adaptation, (V) the circuit was opened and the concentration of co-substrates of food was altered according to the stabilization and the increase of COD removal efficiency, (VI) there was stabilization of organic matter removal, (VII) commercial detergent powder was added. The following physicochemical parameters were monitored: pH, alkalinity, volatile acids, sulphate, sulphide, COD, total suspended solids and LAS concentration. The removal of 48% of LAS was observed after 231 days of operation. The presence of surfactant did not significantly affect COD removal: its values before and after LAS addition were 87.2 ± 5.4% and 85.8 ± 4.9%, respectively. The mass balance showed that 42.4% of the LAS added to the reactor was removed by biological degradation, 0.9% was adsorbed in the biomass and 4.5% was adsorbed in the effluent biomass. Clones belonging to the Phyla Proteobacteria, Synergistetes and Fusobacteria were obtained, both in the samples in the support material and in the samples in the reactor phases separator. Phylum Verrucomicrobia was found only in samples in the reactor phases separator. Phyla Bacteroidetes and Firmicutes were found only in samples of sand.

O surfactante pulmonar é uma mistura complexa de fosfolipídios e proteínas, e encontra-se presente na interface ar-líquido dos alvéolos pulmonares. O seu papel principal é reduzir a tensão superficial para manter os alvéolos estáveis. A deficiência ou disfunção do surfactante leva ao colapso alveolar, provocando a falta de oxigenação que ocorre devido ao edema ou a resposta inflamatória nos pulmões. Em recém-nascidos, a imaturidade pulmonar, pela deficiência do surfactante, pode causar a Síndrome de Desconforto Respiratória (SDR). Nos adultos, a Síndrome de Desconforto Respiratório Agudo (SDRA) é a manifestação mais grave da Lesão Pulmonar Aguda (LPA), o tratamento para estas doenças inclui a utilização de surfactantes exógenos. Para entender a funcionalidade do surfactante é necessário caracterizá-lo biofisicamente. A principal característica observada neste estudo foi o espalhamento e recuperação do surfactante na subfase, para a interface ar-líquido. O espalhamento e recuperação foram quantificadas observando o trabalho feito em sucessivos ciclos de compressão e expansão na balança de Wilhelmy. Analisou-se o decaimento do trabalho ao longo dos ciclos até a sua estabilização. Os parâmetros obtidos neste ajuste do decaimento exponencial foram utilizados para a caracterização de dois surfactantes exógenos, o Curosurf® e o Survanta®. As comparações entre eles foram segundo a concentração, as subfases e das velocidades de barreira. O decaimento exponencial do trabalho nos ciclos só ocorreu para concentrações menores de surfactante. Quando em subfase de solução salina ocorreu a melhora na recuperação do surfactante para a interface ar-líquido, em comparação a subfase de água ultrapura. A melhor velocidade de barreira encontrada para otimização da recuperação do surfactante foi 120 mm/min. Foi observado nesse estudo que as propriedades de recuperação do Curosurf® foram melhores em relação ao Survanta®, os parâmetros se mostraram de acordo com os dados clínicos encontrados na literatura, a caracterização da dinâmica do surfactante foi feita de forma diferente de todos os métodos encontrados / Lung surfactant is a complex mixture of phospholipids and proteins, found at the airliquid interface of pulmonary alveoli. The main role is to reduce the surface tension to keep alveoli stable. Surfactant deficiency, or dysfunctional, leads to alveolar collapse, causes a lack of oxygen and it may be due to edema or inflammatory response in the lungs. In newborn babies, pulmonary immaturity, caused by surfactant deficiency, may cause Respiratory Distress Syndrome (RDS). In adults, the Acute Respiratory Distress Syndrome (ARDS) is the gravest manifestation of Acute Lung Injury (ALI), and the treatment includes Mechanical Ventilation (MV) and exogenous surfactants. To understand surfactant functionality, it is necessary to characterize them biophysically. The main characteristic observed in this work was the mobility and recovery of surfactant in the subphase to the air-liquid interface. The mobility and recover were quantified observing the work done in successive cycles of compression and expansion in a Wilhelmy plate tensiometer. The work decay was analyzed over cycles until its stabilization. The parameters obtained for the exponential fitting of decay were used for characterization of two exogenous surfactants, Curosurf® and Survanta®. The comparisons between them were done under concentration, subphases and barrier speeds. The exponential decay of the cycle work only happened for lower concentrations of surfactant. Saline solution subphase improved the surfactant recovery to the air-liquid interface over ultrapure water subphase. A suitable barrier speed founded to optimize surfactant recovery was 120 mm/min. In this study were observed that recovery properties of Curosurf® were better than Survanta®, the parameters agrees with clinical data from the literature, and the dynamic characterization of surfactant was done of different way than founded methods

A exploração indiscriminada dos combustíveis fósseis vem alertando para o colapso próximo do suprimento de energia. Fontes alternativas vêm sendo exploradas com o propósito de apresentarem-se como combustíveis com o mesmo potencial, além de estarem inseridas em um contexto de desenvolvimento sustentável. O Brasil, por consolidar sua posição com forte mercado agroindustrial e dispor de uma grande variedade de unidades agrícolas possui como subprodutos uma alta quantidade de resíduos, como o sabugo de milho. Assim, buscam-se viabilizar metodologias que tornem a exploração desta fonte economicamente vantajosa para a obtenção de etanol de segunda geração (2G). Novas metodologias vêm propondo o emprego de tensoativos como aditivos tanto no prétratamento quanto na hidrólise enzimática de materiais lignocelulósicos. Neste contexto, o presente trabalho objetivou estudar a hidrólise enzimática do sabugo de milho pré-tratado por ácido diluído na presença de diferentes concentrações do tensoativo Tween 80 em associação com a dosagem do complexo enzimático Cellic CTec2 para a obtenção de um hidrolisado rico em glicose para obtenção de etanol pela levedura Scheffersomyces stipitis CBS 6054 através do processo SHF (Separate Hydrolysis and Fermentation). Os ensaios foram conduzidos de acordo com planejamento experimental 23 com face centrada e 3 repetições no ponto central. As variáveis estudadas foram: concentração de surfactante no pré-tratamento e na hidrólise enzimática e dosagem do complexo enzimático. Os resultados mostraram que o uso do surfactante no pré-tratamento com ácido sulfúrico diluído surtiu maior efeito na remoção de lignina e hemicelulose quando empregado na concentração de 10% (m/m). Nesta condição foi possível observar um aumento (21,1%) na perda de celulose em relação ao pré-tratamento sem a presença de surfactante. A maior diminuição na cristalinidade (81,23%) foi com o uso de 10% do tensoativo. A análise da superfície de resposta permitiu determinar as condições ótimas do processo SHF para obtenção de máximo rendimento em glicose (entre 80 e 90 %) que foi quando a concentração de surfactante no pré-tratamento aumentou de 0 a 10 % (m/m) mantendo-se constante em seu nível superior a concentração de surfactante na hidrolise enzimática (10 % m/m) com redução na dosagem de enzima (25,50 FPU/gmaterial lignocelulósico seco). Nestas condições experimentais obteve-se favorecimento no rendimento em glicose (80,54%) e concentração em glicose (61,98 g/L) no meio reacional concomitantemente com o favorecimento no rendimento em xilose (70,66%). Esta levedura fermentou concomitantemente os açúcares (glicose, xilose e celobiose) a etanol com elevados fator de conversão (0,37 g/g) e produtividade volumétrica (1,02 getanol/L.h). A velocidade especifica máxima de consumo destes açúcares foi favorecida na seguinte ordem: glicose, celobiose e xilose. Após esta fermentação foi obtido um material com uma superfície mais porosa e fragmentada. Este fato evidenciou que o complexo enzimático agiu eficientemente quebrando a celulose cristalina obtendo um material amorfo. Espera-se que este trabalho tenha contribuído para o desenvolvimento de uma tecnologia alternativa para a produção de etanol por via biotecnológica a partir da fração lignocelulósica do sabugo de milho, a fim de mitigar os impactos ambientais intrínsecos ao processo. / The indiscriminate exploitation of fossil fuels has been warning of the near collapse of the energy supply. Alternative sources have been explored with the purpose of presenting themselves as fuels with the same potential, besides being inserted in a context of sustainable development. Brazil, by consolidating its position with a strong agroindustrial market and having a wide variety of agricultural units, has as a by-product a high amount of waste, such as corn cob. Thus, we seek to make feasible methodologies that make the exploitation of this source economically advantageous to obtain second generation etanol (2G). New methodologies have proposed the use of surfactants as additives in both pretreatment and enzymatic hydrolysis of lignocellulosic materials. In this context, the present work aimed to study the enzymatic hydrolysis of diluted-acid pretreated corn cob in the presence of different concentrations of the Tween 80 surfactant in combination with the dosage of the Cellic CTec2 enzymatic complex to obtain a glucose rich hydrolysate to produce ethanol by the yeast Scheffersomyces stipitis CBS 6054 in SHF (Separate Hydrolysis and Fermentation) process. The experiments were conducted according to experimental design 23 with centered face and 3 repetitions at the central point. The variables studied were: concentration of surfactant in the pretreatment and in the enzymatic hydrolysis and dosage of the enzymatic complex. The results showed that the use of surfactant in the pretreatment with diluted sulfuric acid had a greater effect on the removal of lignin and hemicellulose when used at the concentration of 10% (w/w). In this condition, the cellulose content was decreased by 21.1% as compared with the amount presents in the diluted-acid corn cob pretreatment without surfactant. The greatest decrease in crystallinity (81.23%) was with the use of 10% of the surfactant. The response surface analysis allowed to determine the optimum conditions of the SHF process to obtain maximum glucose yield (between 80 and 90%), when the pre-treatment surfactante concentration increased from 0 to 10% (w/w) with a reduction in the enzyme dosage (25,50 FPU/g dry lignocellulosic material) at a higher level than the surfactant concentration in the enzymatic hydrolysis. In these experimental conditions, glucose yield (80.54%) and glucose concentration (61.98 g/L) in the reaction medium were favored concomitantly with xylose yield (70.66%). This yeast concomitantly fermented the sugars (glucose, xylose and cellobiose) to ethanol with high conversion factor (0.37 g/g) and volumetric productivity (1.02 getanol/L.h). The maximum specific velocity of consumption of these sugars was favored in the following order: glucose, cellobiose and xylose. After this fermentation was obtained a material with a more porous and fragmented surface. This fact evidenced that the enzymatic complex acted efficiently breaking down the crystalline cellulose obtaining an amorphous material. It is hoped that this work had contributed to the development of an alternative technology to produce ethanol by Biotechnological route from the corn cob lignocellulosic fraction in order to mitigate the environmental impacts intrinsic to the process.

A prática da troca de óleo lubrificante usado, particularmente óleos automotivos, representa um grave problema ambiental em função de sua natureza perigosa, do manuseio incorreto e do descarte indiscriminado no meio ambiente. A investigação quanto à remediação de áreas contaminadas por esse resíduo torna-se necessária, particularmente para solo de natureza argilosa. O presente estudo teve por objetivo avaliar a biorremediação de um solo argiloso contaminado por óleo lubrificante utilizando biorreatores de fase semi-sólida. Frascos tipo Erlenmeyer, contendo 20 g de solo contaminado com 3% (m/m) de óleo lubrificante, em triplicata, foram mantidos em temperatura e agitação constantes, segundo as seguintes estratégias de tratamento: (i) Bioestímulo com ajuste de nutrientes (BIOE); (ii) Bioaumento com adição de inóculo microbiano aclimatado (BIOA); (iii) Bioestímulo e adição de surfactante sintético Tween-80 (BIOES); (iv) Bioaumento, bioestímulo e surfactante sintético Tween-80 (BIOAS) e (iv) controle, com água destilada purificada (CONT). A eficiência de remoção do contaminante foi avaliada após 68 dias de tratamento por análises de evolução de CO2, redução de COT, decaimento de HTP, de n-alcanos e frações de hidrocarbonetos saturados, aromáticos e compostos polares. O tratamento BIOAS resultou na maior produção de CO2 acumulada (1247,0 mg.20g-1 de solo) seguida pelo tratamento BIOES (1077,6 mg.20g-1 de solo). Ao final do experimento, todos os tratamentos reduziram significativamente os teores de HTPs quando comparados ao controle (11,14,2%). Os tratamentos BIOAS e BIOES não apresentaram diferenças significativas quanto à redução de HTPs (42,03,7% e 37,46,3%, respectivamente). Tanto o bioestímulo quanto o bioaumento mostraram-se estratégias com potencial para aumentar a eficácia da biorremediação de solos argilosos, sendo que a adição de surfactante foi o fator mais importante, tendo aumentado significativamente a capacidade de remoção em ambas as estratégias. O uso de biorreatores em fase semi-sólida na biorremediação de solo argiloso contaminado com óleo lubrificante mostrou-se bastante promissor e tal estratégia pode ser aplicada em escala imediatamente superior / The practice of exchange of used lubricating oil, automotive oils in particular, represents a serious environmental problem due to its hazardous nature, the misuse and its indiscriminate disposal of same in the environment. Strategies for remediation of contaminated areas by this waste are necessary, particularly in case of soils with clayey nature. This study aimed to evaluate the bioremediation of a clayey soil contaminated by lubricating oil using bioreactors of semi-solid phase. Erlenmeyer flasks containing 20 g of contaminated soil with 3% (w / w) of lubricating oil, in triplicate, were kept at constant temperature and agitation, according to the following treatment strategies: (i) biostimulation with nutrient adjustment (BIOE), (ii) addition of bioaugmentation with microbial inoculum acclimated (BIOA), (iii) addition of biostimulation and synthetic surfactant Tween-80 (BIOES) (iv) bioaugmentation, biostimulation and synthetic surfactant Tween-80 (BIOAS) and (iv) control with purified distilled water (CONT). The contaminant removal efficiency was evaluated after 68 days of treatment by analysis of evolution of CO2, reduction of TOC, decay of HTP, n-alkanes, and fractions of saturated hydrocarbons, aromatics and polar compounds. The BIOAS treatment resulted in increased accumulated production of CO2 (1247.0 mg.20g-1 soil) followed by BIOES treatment (1077.6 mg.20g-1 soil). At the end of the experiment, all treatments significantly reduced the levels of HTP as compared to control (11.1 4.2%). The BIOAS and BIOES treatments presented no significant differences in the reduction of HTP (42.0 3.7% and 37.4 6.3%, respectively). Both biostimulation and bioaugmentation were shown to be strategies with potential to increase the effectiveness of bioremediation in a clayey soil, and the addition of surfactant being the most important factor, increasing significantly the capacity of removal in both strategies. The use of bioreactors in semi-solid phase bioremediation in a clayey soil contaminated by lubricating oil proved to be very promising, and this strategy can be applied to at higher scales

[pt] O surfactante pulmonar é um sistema lipo-proteico que atua na interface alveolar com vital importância para manter funcional a mecânica respiratória. Os comprometimentos na sua função estão associados a diversas infecções pulmonares. Os sistemas de administração de fármacos baseados em surfactantes pulmonares derivados de animais são complexos, dificultando a compreensão do papel individual das moléculas hóspedes nas suas interações com a membrana. Aqui apresentamos uma caracterização de um extrato surfactante de pulmão porcino de grau clínico misturado com os antibióticos Levofloxacina e Claritromicina, usando uma abordagem multi-técnica – em conjunto com a metodologia de monocamadas de Langmuir– consistindo de isotermas de pressão de superfície-area, microscopia de ângulo de Brewster (BAM), espectroscopia de reflexão-absorção do infravermelho com modulação da polarização (PM-IRRAS), reflectometria de nêutrons (NR), ensaios in vitro e simulações de dinâmica molecular. Avaliou-se o efeito de ambos os antibióticos na estrutura das monocamadas de surfactantes de origem porcino bem como em monocamadas de DPPC. Foi revelado que a estabilidade / integridade das monocamadas é preservada na presença de ambas as drogas. Os sistemas mistos de antibiótico / surfactante pulmonar aumentam a atividade antibacteriana contra bactérias Gram-positivas (Bacillus cereus) e Gram-negativas (Escherichia coli). Essas descobertas fornecem novas percepções sobre a otimização de sistemas eficientes de administração de medicamentos para o tratamento de condições patológicas no nível respiratório. / [en] The lipo-proteic surfactant system acting at the alveolar interface is of vital importance for keeping functional the respiratory mechanics. Its impairments are associated with several pulmonary infections. Drug delivery systems based on animal-derived lung surfactants are complex making it difficult to understand the individual role of guest molecules in membrane interactions. Here we present a characterization of a clinical-grade porcine lung surfactant extract mixed with the antibiotics Levofloxacin and Clarithromycin, using a multi-technique approach –in conjunction with the Langmuir-monolayer methodology– consisting of surface pressure-area isotherms, Brewster angle microscopy (BAM), polarization modulation-infrared reflection-adsorption spectroscopy (PM-IRRAS), neutron reflectometry (NR), in vitro assays, and molecular dynamics simulations. The effect of both antibiotics in the structure of porcine lung surfactant monolayers as well as in DPPC monolayers was examined. It was revealed that the stability/integrity of the monolayers is preserved in the presence of both drugs. The mixed antibiotic/lung surfactant systems enhance the antibacterial activity against Gram-positive (Bacillus cereus) and Gram-negative (Escherichia coli) bacteria. These findings provide new insights into the optimization of efficient drug delivery systems for the treatment of pathological conditions at the respiratory level.

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