O cianeto é um composto tóxico, que pode ser encontrado no ambiente de maneira natural ou como resultado de atividades antropogênicas tais como a mineração de ouro e a indústria da galvanoplastia. Dentre as diferentes espécies do composto, o cianeto de hidrogênio (HCN) é considerado o mais tóxico, mesmo concentrações de 100ppm são letais para os seres humanos. Para a degradação destes compostos de cianeto a compostos menos tóxicos existem diferentes métodos de tratamento que podem ser químicos, físicos ou biológicos. O presente trabalho estudou a capacidade de degradação bacteriana de cianeto com cepas nativas isoladas de rejeito de mineração de ouro. Para isto, foram escolhidas três cepas dentro de um grupo de vinte cepas isoladas previamente. As cepas foram identificadas mediante as técnicas de MALDI-TOF e sequenciamento do gene 16s. Posteriormente realizou-se o processo de ativação e crescimento bacteriano no qual foram determinados os parâmetros de crescimento para cada uma das cepas, tais como pH, agitação, temperatura e meio de cultura. Após a etapa de ativação bacteriana, realizou-se a adaptação das três cepas em ambientes alcalinos. Nesta etapa, foram feitos ensaios em frascos agitados e avaliou-se o crescimento celular em função da formação de células viáveis para diferentes condições de pH (7; 8; 9,10 e 11). Com as cepas adaptadas ao pH 10 foram realizados ensaios de degradação bacteriana de cianeto em frascos agitados contendo 100mL de solução sintética de cianeto de potássio e 0,2mL de inoculo bacteriano. A concentração da solução de cianeto foi de 500mgL-1 e o pH de 10. Foram avaliadas três condições de temperatura (37, 32 e 27oC). Durante os ensaios foi estudado o crescimento bacteriano, o comportamento do pH e a degradação de cianeto. A quantificação do cianeto livre foi determinada pelo método polarográfico com eletrodo de mercúrio. Através dos resultados obtidos, foi possível identificar que as três cepas isoladas pertencem ás espécies Bacillus pumilus, Bacillus licheniformis e Bacillus subtilis. As cepas bacterianas apresentaram maior produção celular quando cultivadas em meio L.B a pH 7, velocidade de rotação de 190rpm e 37oC de temperatura. A máxima faixa de adaptação a ambientes alcalinos aconteceu em valores de pH 10. As melhores taxas de degradação de cianeto para a cepa B. subtilis e B. pumilus ocorreram em temperatura de 27oC e 65rpm, conseguindo degradar 100% do cianeto. A cepa B. licheniformis apresentou a melhor taxa de degradação de cianeto em temperatura de 32oC e 190rpm obtendo 99,5% de degradação. Através dos resultados obtidos no presente trabalho, foi possível avaliar o potencial de degradação de cianeto para as bactérias B. pumilus, B. licheniformis e B. subtilis as quais podem ser utilizadas como alternativa de tratamento em efluentes contaminados com cianeto. / Cyanide is a highly toxic compound that can be naturally found in the environment or as a result of anthropogenic activities such as gold mining and electroplating industry. Among the different species of the compound, hydrogen cyanide (HCN) is considered the most toxic, even concentrations of 100 ppm are lethal to humans. Degradation of this cyanide compound to less toxic compounds can be carried out through different methods such as chemical, physical and biological treatments. The present work investigated the bacterial degradation capacity of cyanide by isolated native strains from gold mining tailings. Three strains were selected from a group of twenty previously isolated strains which were identified using MALDI-TOF and 16s gene sequencing techniques. The bacterial activation and cellular growth were performed to determine the growth parameters for the strains, such as pH, temperature, rotation speed and culture medium. After the activation, the strains were adapted to grow in alkaline environments. During this phase, cellular growth was carried out in agitated flask at different pHs (7, 8, 9, 10 and 11). The adapted strains were used to perform cyanide degradation tests at pH 10 in agitated flask by using 100mL of a synthetic solution. The solution was composed of 500 ppm of potassium cyanide and 0,2mL of bacterial inoculum. During the experiments, three temperatures were evaluated (37, 32 and 27°C). Bacterial growth, cyanide degradation and pH behaviour were studied Free cyanide quantification was determined by polarographic method with a mercury electrode. It was found that the three isolated strains belong to Bacillus pumilus, Bacillus licheniformis and Bacillus subtilis groups. The highest bacterial growth was observed when the strains were cultivated in a L.B media at pH 7,0, 37°C by using 190 rpm of rotation velocity. The maximum range of adaptation to alkaline environments occurred in pH values of 10. The best cyanide degradation rate (100%) were achieved at 27°C for the strain B. suptilis and B. pumilus. The strain. B. licheniformis showed the best cyanide degradation rate (99,5%) at 37°C. The results obtained in the present work were able to evaluate the potential of cyanide degradation for the bacteria B. pumilus, B. licheniformis and B. subtilis. These results can be used as an alternative to treat wastewaters that are polluted with cyanide.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:teses.usp.br:tde-15012018-141540 |
| Date | 26 September 2017 |
| Creators | Carlos Gonzalo Alvarez Rosario |
| Contributors | Jorge Alberto Soares Tenório, Denise Crocce Romano Espinosa, Marcela dos Passos Galluzzi Baltazar, Viviane Tavares de Moraes, Mauricio Leonardo Torem |
| Publisher | Universidade de São Paulo, Engenharia Química, USP, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP, instname:Universidade de São Paulo, instacron:USP |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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