Caracterização da diversidade e potencial catabólico de bactérias isoladas de aquífero contaminado com creosoto para formação de um consórcio de bactérias degradadoras desse composto
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Data de Publicação: | 2018 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFMG |
Texto Completo: | http://hdl.handle.net/1843/55772 |
Resumo: | O creosoto é um óleo formado por diversos compostos, principalmente hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPA). Devido à toxicidade, carcinogenicidade e mutagenicidade potencial de muitos de seus compostos, os resíduos de creosoto representam uma ameaça ao meio ambiente e a eliminação desse composto do solo e aquíferos contaminados é essencial. Para isso, o tratamento biológico é considerado uma escolha eficiente e financeiramente acessível. Esse trabalho teve como objetivo avaliar a diversidade de bactérias em aquífero contaminado com creosoto, o potencial de degradação do composto e de produção de compostos ativos de superfície desses isolados e selecionar um consórcio de bactérias degradadoras de creosoto para aplicação em processos de biorremediação. Amostras do aquífero contaminado foram coletadas de oito poços identificados como PP20 (1), PP206 (2), PP207 (3), PM208 (4), PM211 (5), PP29 (6), PP203 (7), e PP223 (8). Os pontos amostrais foram caracterizados quanto à população bacteriana total e degradadora. A densidade média de bactérias heterotróficas totais foi de 1,78 x 107 NMP/g e das bactérias degradadoras de naftaleno, antraceno e fenol foram de 4,64 x 106, 2,44 x 106, 8,26 x 106 NMP/g, respectivamente, nos poços do aquífero. Foram isoladas e identificadas 77 bactérias através da técnica de enriquecimento utilizando creosoto (1% v/v) como única fonte de carbono. Os gêneros observados foram Pseudomonas, Enterobacter, Serratia, Stenotrophomonas, Bacillus, Comamonas, Enterococcus, Citrobacter, Pseudochrobactrum, Delftia, Rhizobium, Sphingobacterium, Kosakonia e Alcaligenes, com predominância para o gênero Pseudomonas. Durante o enriquecimento, a técnica de DGGE foi utilizada para monitorar a alteração da estrutura da comunidade bacteriana a cada semana, além de observar mudanças na abundância de cada grupo ao longo do experimento. Os isolados foram avaliados por cromatografia gasosa acoplada a espectrometria de massa quanto ao potencial de degradação de creosoto (0,25%) em meio BHB suplementado com extrato de levedura (0,2%). As bactérias Enterobacter sp. M3P8/2 (33,71%), Enterobacter sp. M3P8/1 (33,60%), Alcaligenes sp. B/4 (33,55%) e Bacillus cereus T9P9/3 (33,42%) obtiveram os maiores valores de degradação. Os isolados também foram avaliados quanto à capacidade de produzir compostos ativos de superfície em meio BHB suplementado com extrato de levedura (0,02%) e creosoto (1%). Em relação à tensão superficial, 31,2% dos isolados reduziram a valores abaixo de 45 mN/m e para atividade emulsificante, 18,2% dos isolados atingiram valores acima de 55%. O bioemulsificante produzido pelo isolado Pseudomonas putida grupo T9P4/2 foi caracterizado como um lipopeptídeo. Os 6 isolados que obtiveram as maiores porcentagens de degradação de creosoto em amostras do aquífero (Pseudomonas sp. R106-4, Pseudomonas putida grupo R206-6, Achromobacter sp. R108(10-5), Stenotrophomonas sp. R301-5, Pseudomonas putida grupo T9P6/1 e Alcaligenes sp. B/4) foram escolhidos para formar um consórcio, que foi utilizado em um delineamento fatorial completo 24, variando as condições de presença da microbiota autóctone, aeração, nutrientes e do consórcio, para simular as técnicas de bioestimulação e/ou bioaumentação em microcosmos com amostras de um aquífero. Nesse experimento, até 86% de degradação de creosoto foi observado em um dos tratamentos, sendo a presença do consórcio, dos micro-organismos autóctones e da aeração considerados fatores significativos durante o processo. Esses dados mostram que o consórcio formado é eficaz na degradação de creosoto em amostras de aquífero e essas informações serão úteis para uma futura biorremediação in situ de aquíferos contaminados com creosoto. |
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Esse trabalho teve como objetivo avaliar a diversidade de bactérias em aquífero contaminado com creosoto, o potencial de degradação do composto e de produção de compostos ativos de superfície desses isolados e selecionar um consórcio de bactérias degradadoras de creosoto para aplicação em processos de biorremediação. Amostras do aquífero contaminado foram coletadas de oito poços identificados como PP20 (1), PP206 (2), PP207 (3), PM208 (4), PM211 (5), PP29 (6), PP203 (7), e PP223 (8). Os pontos amostrais foram caracterizados quanto à população bacteriana total e degradadora. A densidade média de bactérias heterotróficas totais foi de 1,78 x 107 NMP/g e das bactérias degradadoras de naftaleno, antraceno e fenol foram de 4,64 x 106, 2,44 x 106, 8,26 x 106 NMP/g, respectivamente, nos poços do aquífero. Foram isoladas e identificadas 77 bactérias através da técnica de enriquecimento utilizando creosoto (1% v/v) como única fonte de carbono. Os gêneros observados foram Pseudomonas, Enterobacter, Serratia, Stenotrophomonas, Bacillus, Comamonas, Enterococcus, Citrobacter, Pseudochrobactrum, Delftia, Rhizobium, Sphingobacterium, Kosakonia e Alcaligenes, com predominância para o gênero Pseudomonas. Durante o enriquecimento, a técnica de DGGE foi utilizada para monitorar a alteração da estrutura da comunidade bacteriana a cada semana, além de observar mudanças na abundância de cada grupo ao longo do experimento. Os isolados foram avaliados por cromatografia gasosa acoplada a espectrometria de massa quanto ao potencial de degradação de creosoto (0,25%) em meio BHB suplementado com extrato de levedura (0,2%). As bactérias Enterobacter sp. M3P8/2 (33,71%), Enterobacter sp. M3P8/1 (33,60%), Alcaligenes sp. B/4 (33,55%) e Bacillus cereus T9P9/3 (33,42%) obtiveram os maiores valores de degradação. Os isolados também foram avaliados quanto à capacidade de produzir compostos ativos de superfície em meio BHB suplementado com extrato de levedura (0,02%) e creosoto (1%). Em relação à tensão superficial, 31,2% dos isolados reduziram a valores abaixo de 45 mN/m e para atividade emulsificante, 18,2% dos isolados atingiram valores acima de 55%. O bioemulsificante produzido pelo isolado Pseudomonas putida grupo T9P4/2 foi caracterizado como um lipopeptídeo. Os 6 isolados que obtiveram as maiores porcentagens de degradação de creosoto em amostras do aquífero (Pseudomonas sp. R106-4, Pseudomonas putida grupo R206-6, Achromobacter sp. R108(10-5), Stenotrophomonas sp. R301-5, Pseudomonas putida grupo T9P6/1 e Alcaligenes sp. 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Due to the potential toxicity, carcinogenicity and mutagenicity of many of its compounds, creosote waste sites represent a threat to the environment and the removal of these compounds from contaminated soil and groundwater is essential. For this purpose, the biological treatment is considered an efficient and financially affordable choice. This study aimed to evaluate the bacteria diversity in aquifers contaminated with creosote, the potential for creosote degradation and production of surface active compounds of these isolates and to select creosote degrading bacteria consortium for application in bioremediation processes. Contaminated aquifer samples were collected from eight wells identified as PP20 (1), PP206 (2), PP207 (3), PM208 (4), PM211 (5), PP29 (6), PP203 (7), and PP223 (8). These sampling points were characterized for total bacterial and degrading bacteria. The average density of total heterotrophic bacteria was 1.78 x 107 NMP/g and the naphthalene, anthracene and phenol degrading bacteria were 4.64 × 106, 2.44 × 106, 8.26 × 106 NMP/g respectively, in the aquifer wells. 77 bacteria were isolated and identified by the enrichment technique using creosote (1% v / v) as the sole source of carbon. The observed genus were Pseudomonas, Enterobacter, Serratia, Stenotrophomonas, Bacillus, Comamonas, Enterococcus, Citrobacter, Pseudochrobactrum, Delftia, Rhizobium, Sphingobacterium, Kosakonia e Alcaligenes, with predominance of the genus Pseudomonas. During the enrichment, the DGGE technique was used to monitor the change in community structure every week, besides observing changes in the abundance of each group during the experiment. Isolates were evaluated by gas chromatography coupled to mass spectrometry for their creosote degradation potential (0.25%) in BHB medium supplemented with yeast extract (0.2%). Enterobacter sp. M3P8/2 (33.71%), Enterobacter sp. M3P8/1 (33.60%), Alcaligenes sp. B/4 (33.55%) e Bacillus cereus T9P9/3 (33.42%) obtained the highest values of degradation. Isolates were also evaluated for the ability to produce surface active compounds in BHB medium supplemented with yeast extract (0.02%) and creosote (1%). Regarding the surface tension, 31.2% of the isolates reduced to values below 45 mN/m and for emulsifying activity, 18.2% of the isolates reached values above 55%. The Pseudomonas putida group T9P4/2 bioemulsifier was characterized as a lipopeptide. The six isolates that obtained the highest percentages of creosote degradation in aquifer samples (Pseudomonas sp. R106-4, Pseudomonas putida group R206-6, Achromobacter sp. R108(10-5), Stenotrophomonas sp. R301-5, Pseudomonas putida group T9P6/1 e Alcaligenes sp. B/4) were chosen to form a consortium, which was used in a complete 24 factorial design, varying the conditions of presence of the autochthonous microbiota, aeration, nutrients and the consortium, to simulate the biostimulation and/or bioaumentation techniques in microcosms with aquifer samples. In this experiment, up to 86% of creosote degradation was observed in one of the treatments, being the presence of consortium, autochthonous microorganisms and aeration considered as significant factors during the process. These data show that the consortium formed is effective in creosote degradation in aquifer samples and this information will be useful for future in situ bioremediation of creosote contaminated aquifers.CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorporUniversidade Federal de Minas GeraisPrograma de Pós-Graduação em MicrobiologiaUFMGBrasilICB - DEPARTAMENTO DE MICROBIOLOGIAhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/pt/info:eu-repo/semantics/openAccessMicrobiologiaCreosotoBiodegradação ambientalCreosotoBioestimulaçãoBioaumentaçãoCompostos ativos de superfícieCG-EMCaracterização da diversidade e potencial catabólico de bactérias isoladas de aquífero contaminado com creosoto para formação de um consórcio de bactérias degradadoras desse compostoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisreponame:Repositório Institucional da UFMGinstname:Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)instacron:UFMGORIGINALCaracterização da diversidade e potencial catabólico de bactérias isoladas de aquífero contaminado com creosoto para formação de um consórcio de bactérias degradadoras desse composto.pdfCaracterização da diversidade e potencial catabólico de bactérias isoladas de aquífero contaminado com creosoto para formação de um consórcio de bactérias degradadoras desse composto.pdfapplication/pdf6247942https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/55772/3/Caracteriza%c3%a7%c3%a3o%20da%20diversidade%20e%20potencial%20catab%c3%b3lico%20de%20bact%c3%a9rias%20isoladas%20de%20aqu%c3%adfero%20contaminado%20com%20creosoto%20para%20forma%c3%a7%c3%a3o%20de%20um%20cons%c3%b3rcio%20de%20bact%c3%a9rias%20degradadoras%20desse%20composto.pdfab0388a994ba231c4f3aa4dc165bd2dfMD53CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; 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O creosoto é um óleo formado por diversos compostos, principalmente hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPA). Devido à toxicidade, carcinogenicidade e mutagenicidade potencial de muitos de seus compostos, os resíduos de creosoto representam uma ameaça ao meio ambiente e a eliminação desse composto do solo e aquíferos contaminados é essencial. Para isso, o tratamento biológico é considerado uma escolha eficiente e financeiramente acessível. Esse trabalho teve como objetivo avaliar a diversidade de bactérias em aquífero contaminado com creosoto, o potencial de degradação do composto e de produção de compostos ativos de superfície desses isolados e selecionar um consórcio de bactérias degradadoras de creosoto para aplicação em processos de biorremediação. Amostras do aquífero contaminado foram coletadas de oito poços identificados como PP20 (1), PP206 (2), PP207 (3), PM208 (4), PM211 (5), PP29 (6), PP203 (7), e PP223 (8). Os pontos amostrais foram caracterizados quanto à população bacteriana total e degradadora. A densidade média de bactérias heterotróficas totais foi de 1,78 x 107 NMP/g e das bactérias degradadoras de naftaleno, antraceno e fenol foram de 4,64 x 106, 2,44 x 106, 8,26 x 106 NMP/g, respectivamente, nos poços do aquífero. Foram isoladas e identificadas 77 bactérias através da técnica de enriquecimento utilizando creosoto (1% v/v) como única fonte de carbono. Os gêneros observados foram Pseudomonas, Enterobacter, Serratia, Stenotrophomonas, Bacillus, Comamonas, Enterococcus, Citrobacter, Pseudochrobactrum, Delftia, Rhizobium, Sphingobacterium, Kosakonia e Alcaligenes, com predominância para o gênero Pseudomonas. Durante o enriquecimento, a técnica de DGGE foi utilizada para monitorar a alteração da estrutura da comunidade bacteriana a cada semana, além de observar mudanças na abundância de cada grupo ao longo do experimento. Os isolados foram avaliados por cromatografia gasosa acoplada a espectrometria de massa quanto ao potencial de degradação de creosoto (0,25%) em meio BHB suplementado com extrato de levedura (0,2%). As bactérias Enterobacter sp. M3P8/2 (33,71%), Enterobacter sp. M3P8/1 (33,60%), Alcaligenes sp. B/4 (33,55%) e Bacillus cereus T9P9/3 (33,42%) obtiveram os maiores valores de degradação. Os isolados também foram avaliados quanto à capacidade de produzir compostos ativos de superfície em meio BHB suplementado com extrato de levedura (0,02%) e creosoto (1%). Em relação à tensão superficial, 31,2% dos isolados reduziram a valores abaixo de 45 mN/m e para atividade emulsificante, 18,2% dos isolados atingiram valores acima de 55%. O bioemulsificante produzido pelo isolado Pseudomonas putida grupo T9P4/2 foi caracterizado como um lipopeptídeo. Os 6 isolados que obtiveram as maiores porcentagens de degradação de creosoto em amostras do aquífero (Pseudomonas sp. R106-4, Pseudomonas putida grupo R206-6, Achromobacter sp. R108(10-5), Stenotrophomonas sp. R301-5, Pseudomonas putida grupo T9P6/1 e Alcaligenes sp. B/4) foram escolhidos para formar um consórcio, que foi utilizado em um delineamento fatorial completo 24, variando as condições de presença da microbiota autóctone, aeração, nutrientes e do consórcio, para simular as técnicas de bioestimulação e/ou bioaumentação em microcosmos com amostras de um aquífero. Nesse experimento, até 86% de degradação de creosoto foi observado em um dos tratamentos, sendo a presença do consórcio, dos micro-organismos autóctones e da aeração considerados fatores significativos durante o processo. Esses dados mostram que o consórcio formado é eficaz na degradação de creosoto em amostras de aquífero e essas informações serão úteis para uma futura biorremediação in situ de aquíferos contaminados com creosoto. |
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