Microbial activities in boreal soils: Biodegradation of organic contaminants at low temperature and ammonia oxidation

This thesis deals with the response of biodegradation of selected anthropogenic organic contaminants and natural autochthonous organic matter to low temperature in boreal surface soils. Furthermore, the thesis describes activity, diversity and population size of autotrophic ammonia-oxidizing bacteria (AOB) in a boreal soil used for landfarming of oil-refinery wastes, and presents a new approach, in which the particular AOB were enriched and cultivated in situ from the landfarming soil onto cation exchange membranes. This thesis demonstrates that rhizosphere fraction of natural forest humus soil and agricultural clay loam soil from Helsinki Metropolitan area were capable of degrading of low to moderate concentrations (0.2 50 µg cm-3) of PCP, phenanthrene and 2,4,5-TCP at temperatures realistic to boreal climate (-2.5 to +15 °C). At the low temperatures, the biodegradation of PCP, phenanthrene and 2,4,5-TCP was more effective (Q10-values from 1.6 to 7.6) in the rhizosphere fraction of the forest soil than in the agricultural soil. Q10-values of endogenous soil respiration (carbon dioxide evolution) and selected hydrolytic enzyme activities (acetate-esterase, butyrate-esterase and β-glucosidase) in acid coniferous forest soil were 1.6 to 2.8 at temperatures from -3 to +30 °C. The results indicated that the temperature dependence of decomposition of natural autochthonous soil organic matter in the studied coniferous forest was only moderate. The numbers of AOB in the landfarming (sandy clay loam) soil were determined with quantitative polymerase chain reaction (real-time PCR) and with Most Probable Number (MPN) methods, and potential ammonium oxidation activity was measured with the chlorate inhibition technique. The results indicated presence of large and active AOB populations in the heavily oil-contaminated and urea-fertilised landfarming soil. Assessment of the populations of AOB with denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE) profiling and sequence analysis of PCR-amplified 16S rRNA genes showed that Nitrosospira-like AOB in clusters 2 and 3 were predominant in the oily landfarming soil. This observation was supported by fluorescence in situ hybridization (FISH) analysis of the AOB grown on the soil-incubated cation-exchange membranes. The results of this thesis expand the suggested importance of Nitrosospira-like AOB in terrestrial environments to include chronically oil-contaminated soils.

Contamination routes and control of Listeria monocytogenes in Food Production

Listeria monocytogenes is the causative agent of the severe foodborne infection listeriosis. The number of listeriosis cases in recent years has increased in many European countries, including Finland. Contamination of the pathogen needs to be minimized and growth to high numbers in foods prevented in order to reduce the incidence of human cases. The aim of this study was to evaluate contamination routes of L. monocytogenes in the food chain and to investigate methods for control of the pathogen in food processing. L. monocytogenes was commonly found in wild birds, the pig production chain and in pork production plants. It was found most frequently in birds feeding at landfill site, organic farms, tonsil samples, and sites associated with brining. L. monococytogenes in birds, farms, food processing plant or foods did not form distinct genetic groups, but populations overlapped. The majority of genotypes recovered from birds were also detected in foods, food processing environments and other animal species and birds may disseminate L. monocytogenes into food chain. Similar genotypes were found in different pigs on the same farm, as well as in pigs on farms and later in the slaughterhouse. L. monocytogenes contamination spreads at farm level and may be a contamination source into slaughterhouses and further into meat. Incoming raw pork in the processing plant was frequently contaminated with L. monocytogenes and genotypes in raw meat were also found in processing environment and in RTE products. Thus, raw material seems to be a considerable source of contamination into processing facilities. In the pork processing plant, the prevalence of L. monocytogenes increased in the brining area, showing that the brining was an important contamination site. Recovery of the inoculated L. monocytogenes strains showed that there were strain-specific differences in the ability to survive in lettuce and dry sausage. The ability of some L. monocytogenes strains to survive well in food production raises a challenge for industry, because these strains can be especially difficult to remove from the products and raises a need to use an appropriate hurdle concept to control most resistant strains. Control of L. monocytogenes can be implemented throughout the food chain. Farm-specific factors affected the prevalence of L. monocytogenes and good farm-level practices can therefore be utilized to reduce the prevalence of this pathogen on the farm and possibly further in the food chain. Well separated areas in a pork production plant had low prevalences of L. monocytogenes, thus showing that compartmentalization controls the pathogen in the processing line. The food processing plant, especially the brining area, should be subjected to disassembling, extensive cleaning and disinfection to eliminate persistent contamination by L. monocytogenes, and replacing brining with dry-salting should be considered. All of the evaluated washing solutions decreased the populations of L. monocytogenes on precut lettuce, but did not eliminate the pathogen. Thus, the safety of fresh-cut produce cannot rely on washing with disinfectants, and high-quality raw material and good manufacturing practices remain important. L. monocytogenes was detected in higher levels in sausages without the protective culture than in sausages with this protective strain, although numbers of L. monocytogenes by the end of the ripening decreased to the level of < 100 MPN/g in all sausages. Protective starter cultures provide an appealing hurdle in dry sausage processing and assist in the control of L. monocytogenes.

Genomic alterations in Myeloproliferative Neoplasms and Myelodysplastic Syndromes

Myeloproliferative neoplasms (MPN) and myelodysplastic syndromes (MDS) are a heterogeneous group of clonal hematopoietic disorders whose etiology and molecular pathogenesis are poorly understood. During the past decade, enormous developments in microarray technology and bioinformatics methods have made it possible to mine novel molecular alterations in a large number of malignancies, including MPN and MDS, which has facilitated the detection of new prognostic, predictive and therapeutic biomarkers for disease stratification. By applying novel microarray techniques, we profiled copy number alterations and microRNA (miRNA) expression changes in bone marrow aspirate and blood samples. In addition, we set up and validated an miRNA expression test for bone marrow core biopsies in order to utilize the large archive material available in many laboratories. We also tested JAK2 mutation status and compare it with the in vitro growth pattern of hematologic progenitors cells. In the study focusing on 100 MPN cases, we detected a Janus kinase 2 (JAK2) mutation in 71 cases. We observed spontaneous erythroid colony growth in all mutation-positive cases in addition to nine mutation negative cases. Interestingly, seven JAK2V167F negative ET cases showed spontaneous megakaryocyte colony formation, one case of which also harbored a myeloproliferative leukemia virus oncogene (MPL) mutation. We studied copy number alterations in 35 MPN and 37 MDS cases by using oligonucleotide-based array comparative hybridization (array CGH). Only one essential thrombocythemia (ET) case presented copy number alterations in chromosomes 1q and 13q. In contrast, MDS cases were characterized by numerous novel cryptic chromosomal aberrations with the most common copy number losses at 5q21.3q33.1 and 7q22.1q33, while the most common copy number gain was trisomy 8. As for the study of the bone marrow core biopsy samples, we showed that even though these samples were embedded in paraffin and underwent decalcification, they were reliable sources of miRNA and suitable for array expression analysis. Further, when studying the miRNA expression profiles of the 19 MDS cases, we found that, compared to controls, two miRNAs (one human Epstein-Barr virus (miR-BART13) miRNA and one human (has-miR-671-5p) miRNA) were downregulated, whereas two other miRNAs (hsa-miR-720 and hsa-miR-21) were upregulated. However, we could find no correlation between copy number alterations and microRNA expression when integrating these two data. This thesis brings to light new information about genomic changes implicated in the development of MPN and MDS, and also underlines the power of applying genome-wide array screening techniques in neoplasias. Rapid advances in molecular techniques and the integration of different genomic data will enable the discovery of the biological contexts of many complex disorders, including myeloid neoplasias.

Microbiological characterisation of soils : Evaluation of some critical steps in data collection and experimental design

The study of soil microbiota and their activities is central to the understanding of many ecosystem processes such as decomposition and nutrient cycling. The collection of microbiological data from soils generally involves several sequential steps of sampling, pretreatment and laboratory measurements. The reliability of results is dependent on reliable methods in every step. The aim of this thesis was to critically evaluate some central methods and procedures used in soil microbiological studies in order to increase our understanding of the factors that affect the measurement results and to provide guidance and new approaches for the design of experiments. The thesis focuses on four major themes: 1) soil microbiological heterogeneity and sampling, 2) storage of soil samples, 3) DNA extraction from soil, and 4) quantification of specific microbial groups by the most-probable-number (MPN) procedure. Soil heterogeneity and sampling are discussed as a single theme because knowledge on spatial (horizontal and vertical) and temporal variation is crucial when designing sampling procedures. Comparison of adjacent forest, meadow and cropped field plots showed that land use has a strong impact on the degree of horizontal variation of soil enzyme activities and bacterial community structure. However, regardless of the land use, the variation of microbiological characteristics appeared not to have predictable spatial structure at 0.5-10 m. Temporal and soil depth-related patterns were studied in relation to plant growth in cropped soil. The results showed that most enzyme activities and microbial biomass have a clear decreasing trend in the top 40 cm soil profile and a temporal pattern during the growing season. A new procedure for sampling of soil microbiological characteristics based on stratified sampling and pre-characterisation of samples was developed. A practical example demonstrated the potential of the new procedure to reduce the analysis efforts involved in laborious microbiological measurements without loss of precision. The investigation of storage of soil samples revealed that freezing (-20 °C) of small sample aliquots retains the activity of hydrolytic enzymes and the structure of the bacterial community in different soil matrices relatively well whereas air-drying cannot be recommended as a storage method for soil microbiological properties due to large reductions in activity. Freezing below -70 °C was the preferred method of storage for samples with high organic matter content. Comparison of different direct DNA extraction methods showed that the cell lysis treatment has a strong impact on the molecular size of DNA obtained and on the bacterial community structure detected. An improved MPN method for the enumeration of soil naphthalene degraders was introduced as an alternative to more complex MPN protocols or the DNA-based quantification approach. The main advantage of the new method is the simple protocol and the possibility to analyse a large number of samples and replicates simultaneously.

Influence of anthropogenic contamination on groundwater chemistry in Mulbagal town, Kolar District, India

Geochemical studies are performed to examine the impact of leachate infiltration from on-site sewage disposal systems on the groundwater chemistry in Mulbagal town, Kolar District, Karnataka State, India. The leachate infiltration imposed nitrate concentrations ranging from 4 mg/L to 388 mg/L in the groundwater samples; it was observed that 79% of the samples exhibited nitrate concentrations in excess of drinking water permissible limit (45 mg/L). The average (of 43 measurements) E. coli levels in the groundwater samples corresponded to 189 MPN/100 mL and 55% of the samples tested exhibit pathogen contamination. Results also showed that the groundwater in the study area is characterized by acidic pH, large calcium + magnesium ion and Na/Cl ratios of < unity causing majority of the ground water samples to classify as Ca-Mg-Cl type and Na-Cl type. Saturation index (SI) computation using Visual MINTEQ program showed that the groundwater samples are under-saturated with respect to calcite. The theoretical SI values (of calcite) however suggested that the groundwater samples ought to be over-saturated with calcite. Under-saturation of the groundwater samples with calcite is attributed to increased dissolution of the mineral in the acidic environment of the groundwater.

Caracterización y evaluación de siete genotipos de frijol común grano color rojo (Phaseolus vulgaris L.) en la Estación Experimental La Compañía, Carazo, 2004-2005

El presente ensayo se realizó en el centro experimental La Compañía, San Marcos Departamento de Carazo, Nicaragua en la época de primera (junio–agosto del 2004), con el fín de caracterizar y evaluar el comportamiento de 7 genotipos de frijol rojo, proporcionadas por el Programa Internacional de Viveros de Adaptación y Rendimiento, del Centro Internacional de Agricultura Tropical (CIAT) , en coordinación con el Instituto Nicaragüense de Tecnología Agropecuaria (INTA). Fue establecido un diseño de bloques completamente al azar con tres repeticiones; el tamaño de la muestra fue de 10 plantas para caracteres cuantitativos y para los cualitativos se basó en el aspecto de predominancia de caracteres. Se realizó el análisis de varianza y la separación de medias por Tukey al 95% de confianza para las variables del rendimiento y sus componentes; así como la media, desviación estándar y coeficiente de variación para caracteres relacionados al desarrollo y crecimiento. Fueron evaluados 18 caracteres cuantitativos y 15 cu alitativos. De acuerdo con los resultados la semilla se clasificó como pequeña, con forma ovoidea, alargada ovoidea y arriñonada recta en el lado del hilo, esta última con mayor frecuencia; el grano presentó color, rojo claro con testa brillante y rojo marrón oscuro con testa intermedio, predominan do el color rojo claro con testa brillante. Los análisis estadísticos indican que solo dos genotipos difirieron estadísticamente en cuanto al rendimiento, obteniendo el mayor valor el SRC 1-12-1-43 con 2203.9 kg ha -1 , no mostrando diferencias estadísticas las demás variables relacionadas. Todos los genotipos mostraron hábito de crecimiento arbustivo indeterminado (IIb). Respecto a las variables fenológicas se observaron rangos de 36 a 38 dds para el número de días a floración, los días a madurez fisiológica oscilaron entre 62 y 68 dds y los días a cosecha entre 66 y 72 dds, ubicándose de esta manera como materiales precoces. Todos los materiales presentaron daños de las enfermedades mustia hilachosa ( Thanatephorus cucumeris Frank) y mancha angular ( Isariopsis griseola Sacc) con niveles de severidad intermedia con excepción de los genotipos SRC 1-12-1-43 y MPN 103-25, que mostraron susceptibilidad a la mustia hilachosa; sin embargo estos alcanzaron los mayores rendimientos.

Evaluación de trece genotipos mejorados de frijol rojo (Phaseolus vulgaris L.) apante 2005, Yolaina, Nueva Guinea, RAAS

El presente trabajo fue establecido en la comunidad Yolaina, municipio de Nueva Guinea, RAAS en la finca del productor Calixto Silva en la época de apante 2005-2006. El objetivo planteado fue evaluar el comportamiento agronómico de trece genotipos de frijol rojo, de las cuales se seleccionarían dos con las mejores características. El diseño utilizado fue un BCA con tres repeticiones, las variables fueron hábito de crecimiento, adaptación vegetativa, vainas por plantas, granos por vainas, severidad a mustia hilachosa y mancha angular, días a madurez fisiológica, plantas cosechadas y rendimiento . Entre los resultados se destacan los siguientes: no se observaron diferencia significativa en rendimiento entre los genotipos estudiados. SRC 56-3 sin embargo, mostró la mejor tendencia para la variable mencionada. En cuanto a valor comercial los genotipos mejor clasificados fueron SRS 6-6, MPN 104-96 y MPN 105-17. Para la variable tolerancia a mustia hilachosa los genotipos más tolerantes fueron MPN 105-17, MPN y 103-137, los genotipos más susceptibles fueron MPN 104-96 y SRS 15-14. Con relación a mancha angular, los genotipos más tolerantes fueron MPN 101-12-1, MPN 104-96 y el SRS 6-6, el genotipo más susceptible fue MPN 103-137. En la variable rendimiento se encontró diferencias altamente significativas entre tratamiento, obteniendo una media de rendimiento de 1559.82 Kg. ha- 1. En conclusión se puede decir que el ensayo no permitió la identificación de materiales con rendimiento significativamente superior al testigo utilizado en el presente estudio, aunque el valor promedio obtenido para esta variable refleja una buena adaptación de los genotipos a la zona donde se evaluaron.

Avaliação da corrosão microbiológica do aço carbono 1020 em água do mar sintética na presença de bactérias redutoras de sulfato

Bactérias redutoras de sulfato (BRS) possuem um papel importante na corrosão de ligas metálicas expostas em hábitats marinhos, óleos e solos úmidos. A redução do sulfato por estas bactérias resulta na produção de H2S, podendo influenciar os processos anódico e catódico na corrosão de materiais. Neste trabalho, o comportamento da corrosão microbiológica no aço carbono AISI 1020 foi avaliada em meio Postgate C, na presença e na ausência de BRS, as quais foram isoladas da camada de ferrugem presente numa tubulação submersa da Baía de Guanabara RJ. A taxa de corrosão e o comportamento eletroquímico do aço nas duas condições foram investigados através dos métodos de perda de massa e de polarização potenciodinâmica. A formação do biofilme e dos produtos de corrosão na superfície do aço foram observados por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e por espectroscopia de energia dispersiva (EDS). Em complementação, foi realizada a quantificação das BRS (planctônicas e sésseis) pelo método do número mais provável (NMP). A presença de BRS no meio ocasionou o deslocamento do potencial de corrosão para valores mais negativos em todos os tempos de ensaio estudados, indicando um aumento no processo corrosivo. Nos ensaios de perda de massa, a taxa de corrosão do aço carbono foi maior na ausência de BRS, provavelmente devido à formação de um biofilme na superfície do metal nos ensaios com inóculo, e a uma menor tendência de haver corrosão generalizada neste tipo de meio. As micrografias de MEV revelaram a presença de agregado celular na superfície do aço carbono durante o experimento, e a presença de pites profundos após remoção do biofilme, mostrando prevalência deste tipo de corrosão. Com 35 dias de ensaio, a densidade de corrente de corrosão aumentou na presença de BRS

Emprego de microscopia de fluorescência para a quantificação microbiana em amostras salinas da indústria do petróleo

Os micro-organismos constituem um grande problema em termos econômicos para a indústria petrolífera. Estes são responsáveis pela produção de substâncias corrosivas e a formação de biofilmes, que causam deterioração dos materiais metálicos. Os principais grupos microbianos presentes em amostras ambientais da indústria do petróleo são as bactérias anaeróbias heterotróficas totais (BANHT) e as bactérias redutoras de sulfato (BRS). Atualmente, a quantificação desses grupos microbianos é realizada através da técnica do Número Mais Provável (NMP) que estima o resultado em aproximadamente 28 dias. Neste trabalho foi otimizada uma metodologia para a microscopia de fluorescência de amostras salinas provenientes de tanques de armazenamento de água/óleo. As condições testadas foram o tipo de óleo de imersão, o tipo de diluente, o volume do corante, o volume da amostra corada e a concentração do fixador (glutaraldeído) numa tentativa de correlacionar com resultados de quantificação de BANHT e BRS através da técnica convencional do NMP. Nesse caso, as células totais foram quantificadas por microscopia de fluorescência utilizando o corante fluorescente laranja de acridina (AO). Verificou-se que houve uma correlação entre os resultados da quantificação de células totais por microscopia de fluorescência e os resultados de BANHT pela técnica do NMP, devido a pouca variação de valores expressos em ambas as quantificações. Entretanto, não foi possível correlacionar os resultados da quantificação de células totais com os resultados de BRS por NMP devido à grande variação dos valores de quantificação de BRS. Na microscopia de fluorescência, foi possível, quantificar os micro-organismos em aproximadamente 30 minutos e através das fotografias, verificou-se ainda que as amostras apresentaram-se nítidas e os micro-organismos com uma boa fluorescência

Produção biogênica de sulfetos em amostras de água e óleo

Durante a exploração de petróleo offshore (fora da costa), a injeção de água do mar no processo de recuperação secundária de petróleo, ocasiona a produção de sulfeto de hidrogênio (H2S) pela presença das bactérias redutoras de sulfato (BRS), que reduzem o sulfato presente na água em sulfeto. A produção intensiva de H2S tem sido um dos maiores problemas das indústrias petrolíferas, pois constitui-se uma das principais causas de corrosão em linhas de produção (tubulações), equipamentos e tanques metálicos. Os principais micro-organismos presentes em amostras salinas provenientes de tanques de armazenamento de água e óleo da indústria do petróleo são as bactérias anaeróbias heterotróficas totais (BANHT) e as bactérias redutoras de sulfato (BRS). Atualmente, a quantificação desses grupos microbianos é realizada através da técnica do Número Mais Provável (NMP) que estima o resultado em aproximadamente 28 dias. Neste trabalho foi utilizada a metodologia de produção semi-contínua de sulfetos biogênicos por 15 dias, numa tentativa de correlacionar com os resultados de quantificação de BANHT e BRS através da técnica convencional do NMP. Nesse caso, avaliou-se as condições mais adequadas para a produção biogênica de sulfetos em tanques, alterando-se parâmetros tais como salinidade, temperatura e composição do meio de cultura. Verificou-se que os aumentos da salinidade e da temperatura do meio implicaram na diminuição da atividade biogênica semi-contínua de geração de sulfetos. E conforme dilui-se o meio de cultura, o crescimento de bactérias foi reduzido, assim como a geração de sulfetos. A quantificação de BRS e BANHT foi avaliada pela técnica do NMP de acordo com o método do FDA em 2011 e de Harrigan em 1998. Este último subestima a população microbiana, desconsiderando os limites e erros provenientes da técnica

Efeito de surfactantes na estimativa da densidade bacteriana em amostras de petróleo

Foi examinado o efeito dos surfactantes polisorbato 60 (Tween 60), polisorbato 80 (Tween 80), brometo de cetil trimetil amônio (CTAB) e lauril sulfato de sódio (SDS) na estimativa da densidade de Bactérias Redutoras de Sulfato (BRS) e Bactérias Anaeróbias Heterotróficas Totais (BANHT) em amostras de petróleo. Para a realização dos experimentos, foram selecionadas três amostras com diferentes proporções de óleo e água de forma a representar amostras reais. A primeira amostra contém uma alta proporção de óleo, a segunda uma proporção média e a última amostra uma baixa proporção de óleo. A densidade bacteriana foi estimada através do método do Número Mais Provável (NMP). As concentrações dos surfactantes empregadas neste estudo foram estabelecidas através de estudo anterior. Os resultados demonstram que nas amostras com alta e média proporção de óleo, a adição dos surfactantes não foi favorável a um aumento na quantificação de BRS. Por outro lado, o Tween 60 e o Tween 80 mostraram um aumento significativo na quantificação de BANHT quando aplicados na concentração de 0,01% e 0,03% m/v, respectivamente. O CTAB favoreceu o crescimento de BRS e BANHT na amostra com baixa proporção de óleo quando sua concentração foi de 0,001% m/v e 0,0001% m/v, respectivamente

Avaliação microbiológica, detecção e susceptibilidade a antimicrobianos de potenciais enteropatógenos das famílias Enterobacteriaceae e Vibrionaceae em mexilhões Perna perna da praia de Itaipu, Niterói-RJ

Por serem organismos filtradores, os mexilhões devem ser extraídos para consumo somente de águas com padrões microbiológicos regulamentados pelo Conselho Nacional do Meio Ambiente, uma vez que intoxicações alimentares de origem bacteriana são as consequências mais comuns relacionadas ao consumo destes moluscos. Após a retirada dos costões, estes organismos passam por processos de fervura, lavagem, acondicionamento em sacos plásticos e transporte até a chegada ao mercado onde são comercializados; etapas estas, realizadas sem cuidados assépticos. Objetivando avaliar a qualidade microbiológica de mexilhões Perna perna coletados na praia de Itaipu, Niterói, RJ; após a sua fervura; e comercializados no Mercado São Pedro, foram realizadas contagens de coliformes totais e termotolerantes e pesquisa de Escherichia coli, Salmonella spp. e Vibrio spp. por metodologia convencional e molecular em amostras obtidas destes locais. Pelo teste de disco-difusão foi observado o perfil de resistência das cepas isoladas. Do total de amostras analisadas (27) apenas 3 dos mexilhões que sofreram processo de aferventação, 1 do comercializado e 3 do in natura, se encontravam dentro dos padrões aceitáveis pela legislação. Não houve diferença significativa entre as contagens de coliformes termotolerantes dos diferentes mexilhões analisados, mas sim entre os períodos seco e chuvoso. Somente uma das nove coletas de água mostrou-se própria para o cultivo de mexilhões (até 14 CF/mL). Foram isoladas e caracterizadas fisiológicamente, 77 estirpes da espécie E. coli, sendo confirmadas molecularmente por PCR os sorotipos EPEC, STEC e EAEC; 4 cepas Salmonella spp. sendo apenas uma confirmada por PCR; e das 57 cepas caracterizadas como Vibrio spp., 51 foram confirmadas por PCR, sendo 46 Vibrio spp., 2 V. cholerae, 1 V. vulnificus, 1 V. parahaemolyticus e 1 V. mimicus. Entre as estirpes de E. coli, 13% apresentaram multirresistência e 15,6% apresentaram resistência múltipla. A estirpe de Salmonella spp. se mostrou sensível a todos os antimicrobiados testados. Das estirpes de Vibrio spp. testadas, 68,6% apresentaram multirresistência e 72,5% apresentaram resistência múltipla. A partir da pesquisa de genes direto do caldo de enriquecimento foi possível detectar todos os genes pesquisados, com exceção para os sorotipos de Salmonella e V. cholerae. Baseado nos resultados do presente trabalho pode-se inferir que os mexilhões, amplamente comercializados no município de Itaipú, podem se constituir em risco para a saúde pública dos consumidores no Rio de Janeiro, necessitando dos órgãos competentes uma eficiente fiscalização nos pontos de venda e cultivo destes moluscos.

Produção biogênica de sulfetos por micro-organismos redutores de sulfato em amostras salinas da indústria do petróleo

A produção de H2S (sulfeto de hidrogênio) é um dos principais problemas na indústria do petróleo, sendo esta uma das causas da corrosão de tanques de estocagem e tubulações. Essa produção é possibilitada devido à injeção de água do mar durante o processo de recuperação secundária do petróleo, onde alguns micro-organismos presentes nessa água, tais como as bactérias anaeróbias heterotróficas totais (BANHT) e as bactérias redutoras de sulfato (BRS), que promovem a redução do sulfato a sulfeto. Atualmente, o método de quantificação destes micro-organismos é a técnica do Número Mais Provável (NMP) que estima o resultado em aproximadamente 28 dias. No presente trabalho foi utilizada a metodologia da produção semi-contínua de sulfeto biogênico pelo período de 15 dias, com o intuito de correlacionar com os resultados das quantificações de BANHT e BRS através da técnica convencional do NMP. Foram analisadas amostras de diferentes procedências da indústria do petróleo, apresentando variação na salinidade de 0 a 16 g.L-1. O objetivo deste procedimento foi avaliar as velocidades específicas e instantâneas de produção de H2S, sugerindo, desta forma, quais amostras apresentam maior potencial para a produção biogênica de sulfeto e em quais condições essa produção se dá. Observou-se que em todas as amostras a geração do H2S se dá de forma crescente até a estabilização desta produção, sendo esta obtida quase sempre em seis dias (144h) do crescimento microbiano. A produção do sulfeto biogênico se deu de forma mais intensa nas amostras do fundo de tanque de estocagem de óleo e da água de formação. A quantificação das BANHT e das BRS foram avaliadas pelo método do NMP de acordo com a tabela de Harrigan, a qual subestima a população microbiana, desconsiderando erros provenientes da técnica

Desenvolvimento de metodologias para a determinação da atividade biogênica de bactérias redutoras de sulfato

A corrosão causada por H2S biogênico frequentemente resulta em danos extensos na indústria do petróleo. O presente trabalho avaliou parâmetros de crescimento microbiano e aplicou metodologias de determinação de sulfetos por técnicas espectrofotométrica na região da luz visível e radiorespirométrica para avaliação da atividade metabólica, correlacionando com a população de bactérias redutoras de sulfato, determinada através da técnica do Número Mais Provável (NMP). Amostras de água de formação e consórcio de BRS foram avaliadas através do arraste de sulfetos estáveis produzidos biogenicamente e quantificados por espectrofotometria. O cálculo das velocidades instantâneas e específicas de produção de sulfetos permitiu avaliar de que maneira alguns parâmetros de crescimento microbiano podem afetar o metabolismo das BRS. A detecção de concentrações traço de sulfetos biogênicos pode ser realizada através de ensaios radiorespirométricos. Para isto, diluições em série de água do mar sintética com três amostras distintas foram avaliadas. Os testes realizados indicam que o acréscimo do tempo de incubação de cultura microbiana anaeróbia mista contribuiu para o aumento das capacidades de redução de sulfato, assim como o aumento das fontes de carbono. Ambas as técnicas provaram ser um rápido teste para a detecção de sulfetos biogênicos, particularmente aqueles associados aos produtos de corrosão, sendo uma ferramenta muito útil para monitoração e controle de tanques de armazenamento de água e óleo, plataformas continentais de petróleo e diversos tipos de reservatórios. O presente trabalho prevê a continuidade dos experimentos, através de avaliação de um maior universo de amostras da indústria do petróleo e medições menos espaçadas da técnica espectrofotométrica, além da avaliação radiorespirométrica em modo contínuo, evitando os efeitos inibitórios do H2S

Avaliação de biocidas no controle da corrosão microbiologicamente induzida do aço carbono 1020 por bactérias redutoras de sulfato

Bactérias redutoras de sulfato (BRS) são os principais micro-organismos envolvidos na corrosão microbiologicamente induzida (CMI). Estas bactérias reduzem o sulfato, tendo como resultado a produção de H2S, o que pode influenciar os processos anódico e catódico na corrosão de materiais metálicos em ambientes marinhos, óleos e solos úmidos. Uma das formas de prevenir e controlar esse tipo de corrosão é a adição de biocidas ao meio corrosivo. Esta dissertação tem como objetivo avaliar o uso de biocidas no controle da CMI do aço AISI 1020 por BRS. Para isto, o comportamento da CMI no aço foi avaliado em água do mar sintética, em condições de anaerobiose, na ausência e na presença de uma cultura mista contendo BRS. Um biocida natural (óleo de alho) e outro comercial (glutaraldeído) foram utilizados para controlar a corrosão causada por estas bactérias. Duas formas de adição de biocida foram avaliadas: antes da formação do biofilme e após sua formação na superfície do metal. O crescimento microbiano na superfície do aço foi avaliado através da quantificação das BRS sésseis, pelo método do número mais provável (NMP). O comportamento eletroquímico do aço, na ausência e na presença de BRS e também para os ensaios com biocidas, foi estudado através das técnicas de espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE) e polarização potenciodinâmica, sempre usando água do mar sintética como meio eletrolítico. A formação de biofilme e de produtos de corrosão na superfície do aço foi observada através da microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os resultados mostraram que o aço exposto ao meio contendo BRS apresentou um processo corrosivo mais acelerado, quando comparado aos sistemas na ausência de micro-organismo. Esse processo foi evidenciado por um decréscimo na magnitude do arco capacitivo, nos ensaios de EIE, e um aumento da densidade de corrente de corrosão (Icorr), nos ensaios de polarização. Na análise de MEV, foi possível observar a formação de corrosão localizada após a remoção do biofilme da superfície. Os ensaios com biocidas, adicionados antes da formação de biofilmes, mostraram uma redução no número de bactérias sésseis, quando comparados com os ensaios sem biocida realizados pelo mesmo período de tempo (7 dias). Foi verificado também um decréscimo do processo corrosivo do aço, evidenciado através de aumento nos arcos capacitivos, nos ensaios de EIE e pelos menores valores de Icorr nos ensaios de polarização, quando comparados com o biofilme formado sem biocidas, nas mesmas condições. Apesar de não ter inibido completamente o crescimento das BRS sésseis, o óleo de alho apresentou maior redução no processo corrosivo quando comparado ao glutaraldeído, indicando sua possível aplicação como biocida natural nestas condições. Os ensaios realizados com biocidas adicionados após a formação do biofilme mostraram que o glutaraldeído apresentou alta eficácia em reduzir o número de células sésseis. Já o óleo de alho exibiu uma ação menos efetiva, sugerindo que este composto não conseguiu penetrar completamente a matriz do biofilme. Entretanto, ambos causaram aceleração do processo corrosivo do aço no meio estudado após 7 dias de exposição