Avaliação do potencial de microbiota originada de reservatórios de petróleo para biorremediação = Evaluation of bioremediation potential of microorganisms from petroleum reservoirs
| Autor: | Dellagnezze, Bruna Martins, 1984 |
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| Rok vydání: | 2015 |
| Předmět: | |
| Zdroj: | Repositório Institucional da UnicampUniversidade Estadual de CampinasUNICAMP. |
| Druh dokumentu: | Doctoral Thesis |
| Popis: | Orientadores: Valéria Maia Merzel, Suzan Pantaroto de Vasconcellos Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Made available in DSpace on 2018-08-26T20:16:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dellagnezze_BrunaMartins_D.pdf: 5318956 bytes, checksum: ea46ea243dab1c96e35480b724029b55 (MD5) Previous issue date: 2015 A poluição é um problema mundial amplamente discutido, incluindo os derramamentos de petróleo ocorridos através de acidentes ou por atividades humana, os quais acarretam grande impacto ambiental e econômico. O processo de biorremediação utiliza micro-organismos, associados ou não a outros compostos como biossurfactantes e até mesmo enzimas, com o objetivo de transformar compostos orgânicos em inorgânicos, levando à formação de compostos inertes ou não tóxicos. Deste modo, a biorremediação representa um modo efetivo e sustentável para se tratar áreas contaminadas. Neste trabalho foi possível avaliar o potencial de clones metagenômicos obtidos a partir da construção de uma biblioteca fosmidial e de linhagens de bactérias, todos provenientes de amostras de petróleo de reservatórios brasileiros em escala de microcosmos e mesocosmos, visando futura aplicação em processos de biorremediação. Em um primeiro ensaio os micro-organismos foram avaliados na forma livre, em 50 mL de água do mar artificial e petróleo bruto como única fonte de carbono, a cada sete dias durante 21 dias. Posteriormente, os micro-organismos com melhor potencial de biodegradação foram selecionados e aprisionados em esferas de quitosana e testados novamente em microcosmos, em diferentes escalas, durante 21 e 30 dias. Com base nos resultados observados nos ensaios de degradação em microcosmos, um último ensaio foi realizado empregando-se um consórcio contendo quatro clones metagenômicos e uma linhagem de Bacillus subtilis, o qual foi avaliado em ensaio de mesocosmos em 3000 litros de água do mar não-estéril. Nesta etapa, parâmetros como a contagem total dos micro-organismos (DAPI) e a demanda biológica de oxigênio (DBO) foram avaliados, e a cromatografia gasosa (CG) foi empregada para avaliar a degradação de hidrocarbonetos do petróleo. Os resultados demonstraram a capacidade desses micro-organismos em degradar compostos do petróleo bruto, tanto hidrocarbonetos alifáticos como aromáticos. Em microcosmos, na forma livre, as linhagens de Dietzia maris e Micrococcus sp. apresentaram o melhor desempenho, alcançando ao final de 21 dias 99% de degradação de hidrocarbonetos alifáticos e de 63-99% de degradação de aromáticos (fenantreno e metilfenantreno). Dentre os clones, o clone 2B apresentou o melhor desempenho para degradar tanto hidrocarbonetos alifáticos (47%) como aromáticos (94%). Na forma aprisionada, os micro-organismos também apresentaram capacidade para degradar petróleo bruto em mesocosmos, exibindo valores de degradação de 90 a 100 % para hidrocarbonetos saturados e 70 a 100% para aromáticos, ao final de 30 dias de avaliação. Os resultados indicam um resultado promissor e inédito, onde um consórcio combinado contendo clones metagenômicos e Bacillus subtillis pode ser futuramente utilizado em estratégias de bioaumento, em sistemas de contenção, como ferramenta para biorremediação de ambientes contaminados com hidrocarbonetos Pollution is a global environmental problem widely discussed, including oil spills that occur accidentally or due to human activities, which cause huge environmental and economic impacts. Bioremediation process uses biological agents, associated or not to other compounds like biosurfactants or even their enzymes, to mineralize or complex organic and inorganic pollutant compounds, transforming them into inert or non-toxic compounds. Thus, bioremediation represents an ecofriendly and effective way to treat impacted areas. In this work, the biodegradation potential of clones obtained from metagenomic libraries and bacterial isolates, all originated from Brazilian petroleum reservoirs, was evaluated in microcosm and mesocosm scale aiming at a future application in bioremediation process. In the first assay, microorganisms were evaluated as free cells, in 50 mL-volume of artificial seawater and using crude oil as sole carbon source. The experiment was monitored each seven days during 21 days. Further, the best performing microorganisms were selected, immobilized in chitosan beads and evaluated in microcosm assays, at different scales, during 21 and 30 days. Finally, in the last experiment, one consortium containing four metagenomic clones and a Bacillus subtilis strain was evaluated in mesocosmos assay in 3000 L-volume of non-sterile seawater. Parameters such as total counting of microorganisms by DAPI and biological oxygen demand (BOD) were evaluated, and petroleum degradation was monitored by chromatographic analysis. Results demonstrated the ability of the microorganisms to degrade aliphatic and aromatic hydrocarbons. In microcosms, using free cells, the strains of Dietzia maris and Micrococcus sp. showed the best performance, reaching 99% of aliphatic hydrocarbon degradation and 63-99% of aromatic compound degradation in 21 days. Among metagenomic clones, clone 2B presented the best performance to degrade aliphatic (47%) and aromatic hydrocarbons (94%). In chitosan beads, the microorganisms were also able to degrade crude petroleum, showing percentages between 90 and 100% for aliphatic hydrocarbons and 70 and 100% to aromatic. The results gathered in this work demonstrate that a microbial consortium containing metagenomic clones and one bacterial strain is able to achieve high extents of hydrocarbon degradation, offering a promising tool to be further used in bioaugmentation approaches for treating contaminated environments Doutorado Genetica de Microorganismos Doutora em Genética e Biologia Molecular |
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