Monitoramento microbiológico e físico-químico de tanques de armazenamento de óleo e água

A injeção da água do mar nos campos marítimos (offshore), processo este conhecido como recuperação secundária de petróleo, gera muitos resíduos e efluentes. Dentre estes, pode-se destacar a água produzida, que consiste de água de formação, água naturalmente presente na formação geológica do reservatório de petróleo, e água de injeção, aquela normalmente injetada no reservatório para aumento de produção. Sete tanques de armazenamento de água/óleo de um terminal foram monitorados quanto à presença de micro-organismos e teores de sulfato, sulfeto, pH e condutividade. Particularmente, as bactérias redutoras de sulfato (BRS), que agem às expensas da atividade de outras espécies, reduzindo sulfato à sulfeto, constituindo-se num problema-chave. Os tanques de óleo codificados como Verde, Ciano, Roxo, Cinza, Vermelho, Amarelo e Azul, apresentaram comportamentos distintos quanto aos parâmetros microbiológicos e físico-químicos. Após este monitoramento, de acordo com valores referência adotados, e levando-se em conta como principais parâmetros classificatórios concentrações de BRS, bactérias anaeróbias totais e sulfeto, os dois tanques considerados mais limpos do monitoramento foram os tanques roxo e ciano. Analogamente, por apresentarem os piores desempenhos frente aos três principais parâmetros, os tanques amarelo e cinza foram considerados os mais sujos de todo o monitoramento. Após esta segregação, esses três principais parâmetros, mais a concentração de sulfato, foram inter-relacionados a fim de se corroborar esta classificação. Foi possível observar que o sulfeto instantâneo não foi o parâmetro mais adequado para se avaliar o potencial metabólico de uma amostra. Por este motivo, foram verificados os perfis metabólicos das BRS presentes nas amostras, confirmando a segregação dos tanques, baseada em parâmetros em batelada

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

Formação de biofilmes por Enterococcus faecium sensível e multirresistente aos antimicrobianos: características à proteômica

Enterococcus faecium tem se destacado no cenário das infecções hospitalares, particularmente, amostras portadoras de características de multirresistência. Apesar de serem responsabilizados como agentes etiológicos em diferentes quadros clínicos, fatores associados a patogênese das infecções ainda não estão esclarecidos. Entretanto, sabe-se que a capacidade de formação de biofilmes pode ser responsabilizada como um dos atributos capazes de promover o papel patogênico desses microrganismos. Assim sendo, este estudo se propôs a investigar a capacidade de formação de biofilmes por duas amostras de E. faecium: SS-1274 (derivada da amostra tipo da espécie) e CL-6729 (multirresistente e pertencente a um complexo clonal globalmente disperso). As amostras foram caracterizadas fenotipica e genotipicamente para confirmação da identificação, determinação da susceptibilidade a 17 antimicrobianos, caracterização da concentração mínima inibitória para ampicilina, gentamicina e vancomicina, determinação do genótipo vanA e detecção de genes associados a expressão dos genes asa1, cylA, esp, gelE e hyl. A análise quantitativa da formação por 24h e 72h dos biofilmes foi realizada por metodologia do cristal violeta, em placas de microtitulação de poliestireno. Foram construídas curvas de formação pela avaliação da DO570nm das preparações coradas por cristal violeta em períodos de tempo de 2h a 74h. A influência de subCMIs de ampicilina, gentamicina e vancomicina na formação de biofilmes de E. faecium foi também caracterizada em ensaios de quantificação da biomassa. A presença de DNA e proteínas foi avaliada em ensaios de destacamento e por fluorimetria. A arquitetura, distribuição espacial e reação aos fluorocromos Syto9 e SYPRO Ruby Protein foram evidenciadas por microscopia confocal de varredura a laser. Análises proteômicas através da avaliação por SDS-PAGE e por ESI-Q-TOF também foram empregadas para avaliação de biofilmes versus crescimento planctônico. Nossos resultados demonstraram que a amostra CL-6729 apresentou uma maior biomassa nos tempos analisados. Apesar da menor quantidade de biomassa da amostra SS-1274, o perfil da curva de formação foi semelhante a CL-6729. As análises da matriz por ensaios quantitativos e microscopia confocal revelaram que proteína parece ser um importante constituinte para ambas as amostras, entretanto biofilmes formados na presença de da CMI e durante 24h, parecem sofrer alterações na constituição. Os resultados relativos às espectrometrias de massa sugerem que células de biofilmes de E. faecium podem também estar metabolicamente ativas, devido a identificação de um considerável número de proteínas relacionadas ao metabolismo e divisão celular, similarmente às células planctônicas. No entanto, investigações complementares são necessárias para quantificar as diferenças relacionadas a sua expressão. Foi observado que ambas as amostras independente das variações fenotípicas e genotípicas são capazes de formar biofilmes maduros exibindo constituição e arquitetura similares. Entretanto, nossos resultados sugeriram que cada amostra responde as diferentes situações de acordo com seus determinantes de virulência e resistência.

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

Global transcriptional responses of the toxic cyanobacterium, Microcystis aeruginosa, to nitrogen stress, phosphorus stress, and growth on organic matter

Whole transcriptome shotgun sequencing (RNA-seq) was used to assess the transcriptomic response of the toxic cyanobacterium Microcystis aeruginosa during growth with low levels of dissolved inorganic nitrogen (low N), low levels of dissolved inorganic phosphorus (low P), and in the presence of high levels of high molecular weight dissolved organic matter (HMWDOM). Under low N, one third of the genome was differentially expressed, with significant increases in transcripts observed among genes within the nir operon, urea transport genes (urtBCDE), and amino acid transporters while significant decreases in transcripts were observed in genes related to photosynthesis. There was also a significant decrease in the transcription of the microcystin synthetase gene set under low N and a significant decrease in microcystin content per Microcystis cell demonstrating that N supply influences cellular toxicity. Under low P, 27% of the genome was differentially expressed. The Pho regulon was induced leading to large increases in transcript levels of the alkaline phosphatase phoX, the Pst transport system (pstABC), and the sphX gene, and transcripts of multiple sulfate transporter were also significantly more abundant. While the transcriptional response to growth on HMWDOM was smaller (5–22% of genes differentially expressed), transcripts of multiple genes specifically associated with the transport and degradation of organic compounds were significantly more abundant within HMWDOM treatments and thus may be recruited by Microcystis to utilize these substrates. Collectively, these findings provide a comprehensive understanding of the nutritional physiology of this toxic, bloom-forming cyanobacterium and the role of N in controlling microcystin synthesis.

Porphyrin detection in denatured cnidarian tissue extracts

Porphyrin metabolic disruption from exposure to xenobiotic contaminants such as heavy metals, dioxins, and aromatic hydrocarbons can elicit overproduction of porphyrins. Measurement of porphyrin levels, when used in conjunction with other diagnostic assays, can help elucidate an organism’s physiological condition and provide evidence for exposure to certain toxicants. A sensitive microplate fluorometric assay has been optimized for detecting total porphyrin levels in detergent solubilized protein extracts from symbiotic, dinoflagellate containing cnidarian tissues. The denaturing buffer used in this modified assay contains a number of potentially interfering components (e.g., sodium dodecyl sulfate (SDS), dithiothreitol (DTT), protease inhibitors, and chlorophyll from the symbiotic zooxanthellae), which required examination and validation. Examination of buffer components were validated for use in this porphyrin assay; while the use of a specific spectrofluorometric filter (excitation 400 ± 15 nm; emission 600 ± 20 nm) minimized chlorophyll interference. The detection limit for this assay is 10 fmol of total porphyrin per μg of total soluble protein and linearity is maintained up to 5000 fmol. The ability to measure total porphyrins in a SDS protein extract now allows a single extract to be used in multiple assays. This is an advantage over classical methods, particularly when tissue samples are limiting, as is often the case with coral due to availability and collection permit restrictions.

Durability study of eleven years old cement-bentonite cut-off wall material

Comprehensive understanding of the long-term performance of cement-bentonite slurry trench cut-off walls is essential as these mixes may degrade when exposed to aggressive environments or when subjected to prolonged drying. A series of wetting-drying and immersion experiments was carried out to evaluate the durability characteristics of laboratory mixed samples and block field samples from 40 days to 11 years of age. For the wetting-drying tests, the samples buried in medium graded sand were subjected to periodical flooding and drying cycles. They were then used for permeability testing and unconfined compressive strength (UCS) testing. For the immersion tests, the samples confined in perforated molds were submerged in magnesium sulfate solution for 16 weeks and their microstructures were then analyzed using X-ray diffraction (XRD) technique. This paper identifies the effects of contaminant exposure on durability of cement-bentonite and the effects of aging by comparing 11 years old samples to younger samples. Test results showed that young or previously contaminated cement-bentonite mixes are more susceptible to sulfate attack than old or less contaminated mixes. Copyright ASCE 2008.

ISOLATION AND PROPERTIES OF A BLOOD-COAGULATION FACTOR-X ACTIVATOR FROM THE VENOM OF KING COBRA (OPHIOPHAGUS HANNAH)

A specific blood coagulation factor X activator was purified from the venom of Ophiophagus hannah by gel filtration and two steps of FPLC Mono-Q column ion-exchange chromatography. It showed a single protein band both in sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE) and alkaline polyacrylamide gel electrophoresis. The mol. wt was estimated to be 62,000 in non-reducing conditions and 64,500 in reducing conditions by SDS-PAGE. The isoelectric point was found to be pH 5.6. The enzyme had weak amidolytic activities toward CBS 65-25, but it showed no activities on S-2266, S-2302, thrombin substrate S-2238, plasmin substrate S-2251 or factor Xa substrate S-2222. It had no arginine esterase activity toward substrate benzoylarginine ethylester (BAEE). The enzyme activated factor X in vitro and the effect was absolutely Ca2+ dependent, with a Hill coefficient of 6.83. It could not activate prothrombin nor had any effect on fibrinogen and thus appeared to act specifically on factor X. The procoagulant activity of the enzyme was almost completely inhibited by serine protease inhibitors like PMSF, TPCK and soybean trypsin inhibitor; partially inhibited by L-cysteine. Metal chelator EDTA did not inhibit its procoagulant activity. These results suggest that the factor X activator from O. hannah venom is a serine protease.

Bioactivity of epidermal secretion of two marine catfish from Mumbai

Crude mucus and its partially purified fractions from two marine catfish from Mumbai, Arius dussumieri and Osteogeneiosus militaris were assayed for their crinotoxicity through assays for hemolysis and haemagglutination of chicken erythrocytes, formation of paw edema in mice, and antibacterial activity against one gram-positive and four gram-negative bacteria. Assays were also done to block the edema using Phineramine maleate, Piroxicam, and Atropine sulfate. Crude toxin as well as their fractions from both the fishes exhibited haemolytic and haemagglutinating activities on chicken blood, besides edematous activity in mice models. The edematous activity was blocked by Phineramine maleate and Piroxicam but enhanced by Atropine sulfate; however, all these activities, either blocking or enhancing, were statistically insignificant. Antibacterial activity was absent in all the extracts tested.

Cultural conditions of arylsulfatase activity in Escherichia coli

Arylsulfatase activity and growth were estimated in Escherichia coli, isolated from marine sediment. Maximum activity was observed at pH 6.6 whereas the maximum growth was at pH 5.6. 2x10ˉ³ M is the optimum substrate concentration for the highest level of enzyme activity/synthesis as well as for its growth. In general higher substrate concentration tended to inhibit enzyme activity and also the growth of the bacterium. Maximum growth and highest enzyme activity occurred at 29°C and above this temperature decreased both of them. Besides these, glucose, sodium sulfate, sodium chloride, sodium dihydrogen phosphate, sodium acetate and ammonium chloride at higher concentrations were inhibiting the enzyme activity and growth. Above 0.2% of glucose, 3% of sodium chloride, 10x10ˉ³ M concentrations of sodium sulfate, sodium dihydrogen phosphate, sodium acetate and ammonium chloride inhibited the activity and growth also. These observations indicate that, to generalize a compound as inhibitor or activator it is difficult since this depends not only on its concentration but also on the source of the enzyme when more than one type is encountered in nature.

Quo vadis, shrimp?

The paper discusses the shrimp culture practices of Thailand, the top producing country of cultured shrimp. These shrimp culture techniques include the use of reservoirs for better waste management, utilization of undiluted seawater for culture, low-cost pumping systems, measures to neutralize acid sulfate soils, proper treatment of pond bottom, and solutions to disease problems.

Impact of mangrove conversion

The article presents the impact of mangrove conversion on fisheries and on coastal areas. The mangrove areas which serve as nursery grounds for important species of fish and crustaceans are also rich feeding ground for many species from various trophic levels. Thus, the destruction of mangroves could affect the availability of fry and broodstock and, consequently, aquaculture production and fisheries. While in coastal areas, the destruction of mangroves increased the risk of coastal erosion from storm surges and winds, accelerates the erosion of riverbanks, exposes acid sulfate soils, leading to poor production and mass mortality of stocks, and affects the freshwater supply through salt intrusion upstream among others.

Performance of magnesia cements in porous blocks in acid and magnesium environments

The performance of porous blocks containing three different reactive magnesia-based cements - namely magnesia alone, magnesium oxide: Portland cement (PC) in 1:1 ratio, cured in ambient conditions, and magnesia alone, cured at elevated carbon dioxide conditions, in hydrochloric acid and magnesium sulfate solution - was investigated. Different aggressive chemical solution conditions were used, to which the samples were exposed for up to 12 months and then tested for strength and microstructure. The performance was also compared with that of standard PC-based blocks. The results showed the significant resistance to chemical attack offered by magnesia, both alone and with PC blend in the porous blocks when cured under ambient carbon dioxide conditions, and confirmed the much poorer performance of blocks made from PC alone. The blocks of solely magnesia cured in elevated carbon dioxide conditions, at 20% concentration, showed slightly lower resistance to acid attack than PC; however, the resistance to sulfate attack was much higher. © 2012 Thomas Telford Ltd.

Permeability of aged grout around tunnels in London

Prediction of the long-term settlement of clay soils over tunnels requires a knowledge of the permeability of the soil and of the tunnel lining; however, determination of the lining permeability in the field is difficult. An important contributor to this problem is the lack of knowledge concerning the permeability of the grout between the lining and the soil. This paper presents the results of tests to characterise the properties of grout samples from London Underground tunnels, investigating permeability, porosity, micro structure and composition. The tests revealed that the newer grout was impermeable relative to the surrounding clay. However, the older samples showed much greater permeabilities and an altered grout composition, suggesting that degradation had taken place. Exposure to groundwater appeared to have caused carbonation and sulfate reaction. The combination of chemical reaction and leaching of cementitious and degradation products appears to have made these grouts more permeable, so that the grout could act as a drainage path rather than a barrier. This challenges the typical assumption that the grout acts as an impermeable barrier.