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Previous issue date: 2016-03-14 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / The cement industry, closely associated with the global warming question, accounts for significant emissions of CO2 and other air pollutants, such as SO2 and NO2 in the atmosphere. In search for ways to mitigate the atmospheric CO2, we performed semicontinuous cultures of Chlorella sorokiniana under phototrophic conditions to test the effect of a flue gas simulation (18% CO2, 9% O2, 300 ppm NO2 and 140 ppm SO2). This was provided once a day in six serial experiments, in which the exposure to the gas
was increased through the increase of bubbling time. A constant flow rate allowed us to calculate the total volume of gas introduced into the system each day (0.1, 0.3, 0.8, 1.5, 6 and 48 L). Air-CO2 (18%) was used as control and its bubbling time was pHregulated. Culture medium acidification led to suboptimal growth conditions that affected cell density, photosynthetic activity, cell viability and the biochemical composition of C. sorokiniana. Compared to control, the specific growth rate decreased
by 17 and 3,9% in cultures that received 6 and 48 L gas d-1, respectively. The pulseamplitude modulated (PAM) fluorometry was used for culture evaluation. It revealed low maximum quantum yield (ΦM 0.40) and operational quantum yield (Φ'M 0.47) values one day after 48 L gas bubbling. Light saturation curves confirmed the negative effects of long-time gas simulation stress. On the other hand, quenching analysis indicated an increase in photochemical light use and low values of non hotochemical
quanching (qN and NPQ). Exposure of the cells to the flue gas simulation resulted in lower cell viability compared to control. Biochemical analysis showed that 6 and 48 L gas d-1 significantly increased protein content by 75% and 154%, respectively; total carbohydrates also increased in the presence of the gas, 148% and 195%, respectively. Despite the physiological changes, C. sorokiniana resisted suboptimal growth conditions imposed by the gas, supporting its vigorous nature and relevance in
biotechnological aplications with flue gases. / Inserida na problemática do aquecimento global, a indústria de cimento é uma das que mais contribui para emissão de CO2 e de poluentes como SO2 e NO2 na atmosfera. Visando alternativas para mitigação desses gases, que são oriundos principalmente de processos de combustão, foram testados seis cultivos fototróficos semicontínuos de Chlorella sorokiniana, para avaliar o efeito de diferentes volumes (0,1; 0,3; 0,8; 1,5; 6 e 48 L d-1) de uma simulação gasosa composta por CO2 (18%), O2 (9%), NO2 (300 ppm) e SO2 (140 ppm). Os volumes variaram conforme o aumento do tempo de borbulhamento diário dos gases nos cultivos. O tratamento controle, composto por ar sintético e CO2 (18%), teve seu tempo de borbulhamento definido pela variacão de pH do meio. O fornecimento da simulação gasosa resultou na acidificação do meio de
cultura e afetou a densidade celular, a atividade fotossintética, a viabilidade celular e a composição bioquímica de C. sorokiniana. Comparadas ao controle, as exposições diárias de 6 e 48 L gás d-1 reduziram a taxa específica de crescimento em 17 e 39%, respectivamente. Por meio da fluorescência de amplitude modulada (PAM), verificamos baixos valores de rendimento quântico máximo (ΦM 0,40) e operacional (Φ’M 0,47) um dia após o primeiro borbulhamento de 48 L gás. Curvas de saturação de luz confirmaram os efeitos negativos do estresse prolongado à mistura gasosa. A análise de decaimento da fluorescência da clorofila, por sua vez, indicou um aumento da energia luminosa direcionada à fotoquímica da fotossíntese (qP) e baixos valores de dissipação não fotoquímica da energia luminosa (qN e NPQ). A simulação gasosa resultou, ainda,
em menor viabilidade celular, se comparada ao controle. Pelas análises bioquímicas, constatamos que 6 e 48 L gás d-1 levaram a um aumento significativo do conteúdo proteico de 75% e 154%, respectivamente; os mesmos tratamentos também aumentaram a quantidade de carboidratos totais em 148% e 195%. Apesar das alterações fisiológicas, C. sorokiniana resistiu às condições subótimas de crescimento, o que comprova sua robustez e relevância em aplicações biotecnológicas envolvendo gases de combustão.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/7904 |
| Date | 14 March 2016 |
| Creators | Camargo, Eduardo Caffagni de |
| Contributors | Lombardi, Ana Teresa |
| Publisher | Universidade Federal de São Carlos, Câmpus São Carlos, Programa de Pós-graduação em Ecologia e Recursos Naturais, UFSCar |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSCAR, instname:Universidade Federal de São Carlos, instacron:UFSCAR |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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