Estudo da oxidação dos sulfetos sintéticos molibdenita (MoS2) e covelita (CuS) por Acidithiobacillus ferrooxidans via respirometria celular

This paper analyses the oxidation of covellite and molybdenite by Acidithiobacillus ferrooxidans strain LR using respirometric experiments. The results showed that both sulfides were oxidized by A. ferrooxidans, however, the covellite oxidation was much higher than molybdenite. Regarding the kinetic oxidation, the findings revealed that just molybdenite oxidation followed the classical Michaelis-Menten kinetic. It is probably associated with the pathway which these sulfides react to chemistry-bacterial attack, what is influenced by its electronic structures. Besides, experiments conducted in the presence of Fe3+ did not indicate alterations in molybdenite oxidation. Thus, ferric ions seem not to be essential to the sulfide oxidations.

Estudo da oxidação dos sulfetos sintéticos molibdenita (MoS2) e covelita (CuS) por Acidithiobacillus ferrooxidans via respirometria celular

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Decomposição de fontes orgânicas e mineralização de formas de nitrogênio e fósforo

Diferentes resíduos in natura (farinhas, tortas e vinhaças) e compostos (lixo domiciliar e lodo de esgoto) foram avaliados quanto à decomposição e mineralização de formas orgânicas de N e P, quando incorporados a um Latossolo Vermelho-Amarelo, em condições de ambiente controlado. A decomposição foi determinada em experimento de respirometria e a mineralização, por incubação. Para um período de incubação de 30 dias, os resíduos in natura apresentaram maior evolução acumulada de C-CO2 em comparação aos resíduos na forma compostada. No período de incubação de 60 dias, os compostos de lodo de esgoto (4.500 mg kg-1) e lixo domiciliar (2.000 mg kg-1) mineralizaram N, em contraste com a farinha de carne e osso (385 mg kg-1) e a torta de filtro (281 mg kg-1), que imobilizaram N. A relação C/N e o teor inicial de N nos resíduos não explicaram o seu processo de mineralização. Isso sugeriu que a natureza do resíduo e características como formas de C facilmente biodegradáveis, teores e capacidade dos polifenóis totais solúveis em complexar proteína e, estoques de N nas formas fúlvica e húmica da matéria orgânica interferiram na mineralização de N. Para um período de incubação de 45 dias, a mineralização do P correlacionou-se positivamente com o teor inicial de P orgânico (r = 0,99**) e negativamente com a relação C/P (r = - 0,88**) dos resíduos. A farinha de carne e osso apresentou maior mineralização de P (1.144 mg kg-1) em relação aos outros resíduos.

Avaliação do potencial de atenuação natural do passivo ambiental das bacias de lamas oleosas da RESIM - Águas de St. André - Caso de estudo

As bacias de lamas oleosas do Ecoparque RESIM de Santo André constituem um passivo ambiental devido à contaminação dos seus solos. O presente trabalho consistiu no estudo de amostras de solo provenientes das bacias de lamas oleosas com o objectivo de avaliar o potencial de atenuação natural nas mesmas. As amostras foram caracterizadas para vários parâmetros físico-químicos como pH, potencial redox, condutividade eléctrica, aniões (através do método de cromatografia iónica), textura, teor de humidade e densidade e foram ainda determinados os compostos orgânicos voláteis e semi-voláteis das amostras de forma a conhecer a natureza da contaminação. A determinação dos compostos orgânicos voláteis foi realizada com os métodos Headspace - Cromatografia Gasosa - Espectrometria de massa. Os compostos semi-voláteis foram extraídos através do método Soxhlet Warm e determinados através de Cromatografia Gasosa - Espectrometria de Massa. Tanto a caracterização físico-química como a determinação dos compostos foram realizadas antes e após um ensaio de respirometria. Os ensaios de respirometria foram realizados em frascos OxiTop e conduzidos em ambiente controlado a uma temperatura média de 23,5 ºC durante alguns dias. Os contaminantes detetados foram essencialmente hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (PAH), mais concretamente o naftaleno, compostos BTEX e uma vasta gama de hidrocarbonetos do petróleo. As amostras em estudo apresentaram variações nas abundâncias e natureza dos compostos presentes após os ensaios de respirometria. O método de respirometria utilizado não se mostrou apropriado para amostras com elevadas abundâncias de compostos orgânicos voláteis.

Cinética de degradação da matéria orgânica e variação do pH do solo sob diferentes temperaturas

Nos solos onde fontes de carbono orgânico são incorporadas geralmente ocorre diminuição da acidez, sendo os mecanismos envolvidos nesta alteração ainda pouco esclarecidos. O objetivo deste estudo foi relacionar a cinética de degradação de materiais orgânicos com as alterações na acidez do solo. Amostras da camada de 0-20 cm de um Cambissolo Háplico Tb distrófico foram incubadas com cinco fontes de matéria orgânica: feijão-de-porco (Canavalia ensiformis), esterco bovino, vinhaça, biossólido e turfa, nas temperaturas de 20 e 30 ºC. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado. Durante a incubação em frascos fechados, foram realizadas medidas da produção de CO2 por condutimetria e coletadas amostras do solo para determinações do pH em CaCl2. De maneira geral, a incubação dos tratamentos a 30 ºC promoveu a liberação de maior quantidade de CO2. A vinhaça foi o material que apresentou maiores valores de carbono mineralizado aliados a uma elevada velocidade de degradação. Apenas para este material foi obtida uma boa correlação entre as quantidades acumuladas de CO2 desprendido e o aumento do pH do solo. A rápida mineralização do carbono orgânico da vinhaça pode criar um ambiente redutor responsável pela diminuição da acidez. Pode-se concluir que a redução da acidez do solo foi influenciada pela atividade microbiana apenas no tratamento com vinhaça.

Biomassa microbiana e matéria orgânica leve em solos sob sistemas agrícolas orgânico e convencional na Chapada da Ibiapaba - CE

Em muitos casos, a substituição da vegetação nativa por sistemas agrícolas resulta em decréscimo nos conteúdos de C e N nos diferentes compartimentos da matéria orgânica do solo. Para testar se as práticas de manejo que priorizam o aporte de resíduos orgânicos promovem aumento dos compartimentos da matéria orgânica mais sensíveis ao manejo, este estudo se propôs estudar áreas de uma propriedade que utiliza um sistema de produção de acerola em larga escala, sob manejo orgânico, e uma área sob cultivo convencional de cenoura e beterraba em rotação com milho, pertencentes à Fazenda Amway Nutrilite do Brasil e à Associação de Horticultores do Pivot Central, respectivamente, ambas localizadas na região da Chapada da Ibiapaba, Ceará. Selecionou-se, também, uma área de pastagem localizada no interior da primeira propriedade amostrada, bem como áreas sob mata nativa, próximas às áreas de cultivo. Amostras de um Neossolo Quartzarênico foram coletadas nas profundidades de 0-5 e 5-15 cm e foram determinados os teores de C orgânico total, de C e N microbiano (Cmic e Nmic) e da matéria orgânica leve (Cmol e Nmol), além do C mineralizável obtido por respirometria. O acúmulo médio nos estoques de Nmic nas áreas sob manejo orgânico em relação à mata nativa foi de 11,7 kg ha-1, o que representou um incremento de 585 % de Nmic nas áreas de cultivo. Já na pastagem, ocorreu acúmulo de 211 kg ha-1 no estoque de Cmic em relação à mata nativa em subsuperfície, representando um incremento de 514,6 %. Por outro lado, os estoques de Cmic no cultivo convencional sofreram reduções de 59 e 53 %, nas camadas de 0-5 e de 5-15 cm, respectivamente, em relação à mata nativa. Os estoques de Cmol obtidos nas linhas de cultivo nos sistemas orgânicos apresentaram incremento de 106 %, na camada de 0-5 cm, em relação à mata; no sistema convencional, porém, constatou-se uma redução em 31 % no estoque de Cmol na camada superficial. Os resultados indicaram que o manejo realizado nas áreas sob cultivo orgânico com acerola e pastagem contribuiu para a manutenção e recuperação dos conteúdos de C e N da biomassa microbiana (BMS) e da matéria orgânica leve (MOL) do solo. Os incrementos e, ou, reduções de C e N nos compartimentos BMS e MOL, comparativamente à área nativa de referência, foram proporcionalmente maiores que os valores obtidos, quando considerados somente os estoques de C orgânico e N totais, principalmente na área sob sistema de cultivo convencional. Isto indica serem tais compartimentos sensíveis às mudanças no estado da matéria orgânica de acordo com o manejo. Os sistemas de manejo orgânico e pastagem constituem estratégias de manejo importantes que devem ser consideradas para a conservação e, ou, aumento da matéria orgânica e, conseqüentemente, para a melhoria da qualidade do solo e implementação do seqüestro de C na região da Chapada da Ibiapaba, Ceará.

Substâncias húmicas, atividade microbiana e carbono orgânico lábil em agregados de um Latossolo Vermelho distrófico sob duas coberturas vegetais

A matéria orgânica (MO) constitui um atributo indicativo da qualidade do solo. O conhecimento de seus distintos componentes, explicando a influência que as práticas de manejo exercem sobre a MO e a agregação dos solos, é de grande importância para a sustentabilidade dos sistemas agrícolas. Neste trabalho, avaliaram-se as substâncias húmicas, a atividade microbiana e o C orgânico lábil em agregados de um Latossolo Vermelho distrófico de Minas Gerais sob vegetação natural de Cerradão e sob cultivo convencional com milho durante 30 anos. Para isso, foram retiradas amostras de solo nas profundidades de 5-10 e 15-20 cm em quatro pontos diferentes. Após coletado, o material foi seco ao ar e fracionado, por via seca, nas classes de agregados de: 4,75-2,0; 2,0-1,0; 1,0-0,5; 0,5-0,25; 0,25-0,105; e < 0,105 mm de diâmetro. Nesses materiais determinaram-se o C orgânico das frações ácidos fúlvicos (AF), ácidos húmicos (AH) e huminas (HUM) e o C orgânico lábil (COL) utilizando KMnO4 15,6 e 33,0 mmol L-1. Os materiais foram ainda submetidos a um ensaio de respirometria, em que os valores da produção de CO2 foram ajustados a equações logísticas [Y = a/1 + e-(b + cx)], estimando-se o tempo necessário para atingir metade da produção máxima de CO2 (t1/2). Os resultados mostraram que, em média, os agregados do solo sob cultivo apresentaram maiores teores de C orgânico da fração AH e de COL determinado com KMnO4 33,0 mmol L-1. Para as frações AF e HUM e o COL determinado com KMnO4 15,6 mmol L-1, esse comportamento foi observado somente na profundidade de 15-20 cm. Nos agregados do solo sob Cerradão, verificou-se maior produção de CO2. Os agregados de menor tamanho tenderam a apresentar maiores teores de C orgânico das frações AF e AH e do COL, além de serem responsáveis pela maior produção de CO2, constituindo-se em sítios favoráveis tanto para o estoque de MO, em decorrência da proteção física e química, quanto para sua mineralização, dada a ação preferencial dos microrganismos nesses locais. Os coeficientes da equação logística (a, b, c) e o t1/2 se mostraram importantes indicadores de qualidade da MO do solo em distintos manejos e, conseqüentemente, de sua labilidade.

Atividade microbiana de solo e serapilheira em áreas povoadas com Pinus elliottii e Terminalia ivorensis

No Brasil, as espécies Pinus elliottii e Terminalia ivorensis vêm sendo indicadas para reflorestamento. No entanto, pouco se sabe sobre as características ecológicas destas florestas, o ciclo de nutrientes e suas conseqüências sobre a produtividade e sustentabilidade sob condições tropicais. Visando melhor compreender a dinâmica do C nestes ecossistemas, objetivou-se neste trabalho avaliar a atividade microbiana do solo, serapilheira e da mistura solo + serapilheira em povoamentos florestais de P. elliottii e T. ivorensis. Amostras de solos e serapilheira foram incubadas e a atividade microbiana avaliada por meio da evolução de CO2. Ao final da incubação, a respiração acumulada foi superior para a serapilheira de T. ivorensis. Os demais substratos com serapilheira não diferiram entre si, mas diferiram do solo sob T. ivorensis, que, por sua vez, diferiu do solo sob P. elliottii. Nas condições testadas, a incorporação de solo à serapilheira, bem como a incorporação alternada de solo de um povoamento à serapilheira de outro, não promoveu aumentos significativos na respiração da serapilheira, mostrando que as características químicas da própria serapilheira alteram mais fortemente sua velocidade de degradação que as características químicas e microbianas do solo onde é incorporada.

DECOMPOSIÇÃO DE LODO DE ESGOTO E COMPOSTO DE LODO DE ESGOTO EM NITOSSOLO HÁPLICO

RESUMO O uso agrícola de lodo de esgoto e derivados no Estado de São Paulo é regulamentado por norma federal e por norma paulista, que recomendam que esses materiais quando incorporados a solos agrícolas devem apresentar no mínimo 30 % de degradação do carbono total. Para observar as frações de degradação de um lodo de esgoto e de um composto, produzido a partir do mesmo lodo juntamente com poda de árvore urbana triturada, realizaram-se dois ensaios de biodegradação de C. As doses dos resíduos foram adicionadas em frascos contendo 500 g de solo coletado na profundidade de 0,00-0,20 m de um Nitossolo Háplico Álico textura argilosa. No ensaio I, as doses de lodo (L) e composto (C) utilizadas consideraram percentuais da necessidade em N para a cultura da cana-de-açúcar, e expressas em Mg ha-1 de resíduo (base úmida): L1 21,2 (100 %); L2 42,4 (200 %); C1 69,4 (50 %); C2 138,9 (100 %); e C3 277,8 (200 %). O ensaio II foi realizado apenas com o lodo de esgoto, utilizando-se doses 5, 10, 15 e 20 vezes maiores que aquelas recomendadas no ensaio I: L3 120; L4 240; L5 360; e L6 480, simulando sucessivas aplicações do resíduo no solo. O C-CO2liberado foi quantificado por meio da medida de condutividade elétrica. O lodo de esgoto no ensaio I apresentou menores frações de degradação quando comparado ao composto orgânico, mas a taxa de decomposição do composto foi menor, provavelmente pela presença de substâncias recalcitrantes resultantes do processo de humificação. A fração de degradação dos resíduos no solo atingiu valor próximo a 30 % apenas para a dose de lodo de esgoto 20 vezes superior à dose exigida pela cultura, e assim não poderiam ser utilizados em solos agrícolas argilosos. Observou-se a necessidade de revisão desse valor adotado pela legislação paulista de uso de resíduos orgânicos em solos.

Atividade microbiana do solo em sistemas agroflorestais, monoculturas, mata natural e área desmatada

Este trabalho foi desenvolvido na Unidade Agroflorestal da Companhia Mineira de Metais (CMM), em Vazante, Estado de Minas Gerais, com o objetivo de estudar a atividade microbiana em diferentes ecossistemas, como sistemas agroflorestais (SAFs), monoculturas, área desmatada e mata natural, utilizando os métodos da respirometria no laboratório e da medida não-instantânea da taxa de evolução de CO2 no campo. A atividade biológica apresentou valores acumulados das taxas de respiração do solo, aos 20 dias, de 3,56 a 6,03 meq C-CO2/100 g de solo no laboratório e de 165,16 a 559,37 mg CO2/m-2.h no campo, na área desmatada e na mata nativa, respectivamente. Em ambos os ensaios, a atividade foi maior na mata nativa e nas pastagens, tanto em monocultivo quanto em SAFs. A atividade microbiana foi maior em SAF com arroz e eucalipto do que em arroz em monocultivo, pelo método no campo.

Efeito do sistema de plantio e doses do nicosulfuron sobre a atividade microbiana do solo

Objetivou-se com este trabalho avaliar o efeito do atrazine em mistura com nicosulfuron sobre a atividade microbiológica do solo em sistema de cultivo convencional ou semeadura direta. O estudo foi realizado em área de integração milho-braquiária, sendo feitas aplicações dos herbicidas atrazine + nicosulfuron em duas dosagens (1.500 + 10 e 1.500 + 30 g h-1) e mantidas duas áreas testemunhas: não capinada e capinada sem cultivo. Por ocasião do florescimento, foram retiradas amostras do solo em cada unidade experimental, para determinação da taxa de desprendimento de CO2, carbono da biomassa microbiana (CBM) e quociente metabólico (qCO2). Entre os sistemas de cultivo, a taxa de desprendimento de CO2 foi menor nas parcelas não capinadas. O CBM foi maior no sistema de plantio direto, sendo afetado negativamente pela ausência de vegetação. Menores valores para CBM foram observados nas amostras de solo das parcelas capinadas. Os maiores valores de qCO2 foram observados no sistema convencional. No sistema de plantio direto não se verificou diferença entre os tratamentos cujo solo recebeu herbicida e o isento de capinas. Dessa forma, pode-se concluir que os indicadores microbiológicos avaliados foram sensíveis aos tratamentos propostos, indicando menor distúrbio ao solo quando em sistema de semeadura direta. Entretanto, na integração lavoura-pecuária em sistema convencional de cultivo, o efeito negativo dos herbicidas é aumentado com o incremento na dose do nicosulfuron.

Biorremediação de antraceno, fenantreno e pireno em um argissolo

O antraceno, o fenantreno e o pireno são hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (HAPs) que podem ser carcinogênicos e que não são degradados pela maioria dos microrganismos do solo. A biorremediação é uma estratégia para eliminação dos HAPs, que pode demandar a inoculação de microrganismos degradadores e a modificação das condições químicas e físicas do solo. O objetivo do presente estudo foi isolar, identificar e caracterizar microrganismos degradadores e mineralizadores de antraceno, fenantreno e pireno em meio mineral e no solo, assim como avaliar a influência do pH e da disponibilidade de água, N, P, Fe e S na biorremediação de um solo contaminado com antraceno. Seis amostras de solo de landfarming foram inoculadas individualmente a um solo contaminado em laboratório com antraceno. Após 176 dias, o solo com maior produção de C-CO2 foi utilizado para o enriquecimento em meio mineral mais antraceno. Os microrganismos foram isolados e identificados pelo seqüenciamento do gene do RNAr. A capacidade dos microrganismos em degradar os 3 HAPs no meio mineral e no solo foi avaliada por cromatografia gasosa. A mineralização de diferentes concentrações de antraceno, fenantreno e pireno no solo foi avaliada por respirometria, assim como o efeito de diferentes doses de N, P, S e Fe, de diferentes pH e umidades do solo na mineralização do antraceno. Isolou-se do solo de landfarming um consórcio microbiano composto por 6 bactérias, identificadas como Mycobacterium fortuitum, Bacillus cereus, Microbacterium sp., Gordonia polyisoprenivorans, Microbacteriaceae bacterium e Naphthaleneutilizing bacterium, e um fungo, Fusarium oxysporum. O consórcio microbiano degradou respectivamente 48, 67 e 22% do antraceno, fenantreno e pireno do meio mineral. No solo o consórcio degradou, em média, mais de 92% e mineralizou mais de 78% das diferentes concentrações destes 3 HAPs em 70 dias. As maiores mineralizações do antraceno ocorreram nos solos com as maiores umidades gravimétricas (12,5%) e pH (7,5). A adição de 100 kg ha-1 ou mais de nitrogênio no solo e a conseqüente redução da relação C:N para valores inferiores a 67:1 diminuíram a mineralização do antraceno no solo. O aumento da disponibilidade do fósforo, do ferro e do enxofre e a presença de amplas relações C:P (1076:1 a 50:1) e C:N:P (1076:16:1 a 50:1,3:1) no solo não influenciaram a mineralização do antraceno. Conclui-se que a seleção e a inoculação ao solo de microrganismos degradadores de HAPs, associado a modificação das condições ambientais, pode conduzir a um eficiente processo de biorremediação, onde a grande maioria dos HAPs é mineralizada em curto período de tempo.

Avaliação da biodegradabilidade de petróleo utilizando microrganismos isolados do estuário do Rio Potengi (RN)

The oil activity in the Rio Grande do Norte State (RN) is a permanent threat to coastal ecosystems, particularly mangroves, with the possibility of oil spills. In this context, the objective of this study was to evaluate the potential resistance of the mangrove environment of a possible spill. Were selected and isolated microorganisms degrading oil by the technique of enrichment cultures and formation of a bacterial consortium. The kinetic study of the consortium was held in rotary incubator shaken at 150 rpm and 30° C. Samples were taken at intervals of 4 hours for analysis of cell concentration and surface tension. The biodegradation was monitored using two methods of respirometry: manometric (OxiTop-C ®) and conductivimetry, where the biodegradation of oil was estimated indirectly by oxygen consumption and CO2 production, respectively. Furthermore, it was used a full 2² factorial design with triplicate at central point to the runs that used the conductivimetric methodology.. The technique of enrichment cultures allowed to obtain thirteen bacterial strains. Kinetic study of the consortium, we can showed the absence of the lag phase, reaching a maximum cell concentration of 2.55 g / L at 16 h of cultivation and a reduction on surface tension. When we adopted the methodology of OxiTop-C was detected a band indicating biodegradability (1% oil v/v), however when we used the conductivimetry methodology did not observe any band that would indicate effective biodegradation. By monitoring a process of biodegradation is necessary to observe the methodology will be adopted to evaluate the biodegradation process, since for the same conditions adopted different methodologies can produce different results. The oil-degrading isolates from soils of the mangrove estuary Potengi / RN are largely to be used in bioremediation strategies of these places, in the case of a possible oil spill, or it can be used in the treatment of waste oil generated in saline environments, since they are optimized the conditions of the tests so that the efficiency of biodegradation reach the minimum level suggested by the standarts

Estudo da influência de compostos recalcitrantes na remoção de matéria orgânica biodegradável no tratamento de efluente de refinarias de petróleo

Petroleum Refinery wastewaters (PRW) have hart-to-degrade compounds, such as: phenols, ammonia, cyanides, sulfides, oils and greases and the mono and polynuclear aromatic hydrocarbons: benzene, toluene and xylene (BTX), acenaphthene, nitrobenzene and naphtalene. It is known that the microrganisms activity can be reduced in the presence of certain substances, adversely affecting the biological process of wastewater treatment. This research was instigated due the small number of studies regarding to this specific topic in the avaiable literature. This body of work ims to evaluate the effect of toxic substances on the biodegradability of the organic material found in PRW. Glucose was chosen as the model substrate due to its biodegradable nature. This study was divided into three parts: i) a survey of recalcitants compounds and the removal of phenol by using both biological and photochemical-biological processes; ii) biomass aclimation and iii) evaluation of the inhibitory effect certain compounds have on glucose biodegradation. The phenol degradation experiments were carried out in an activity sludge system and in a photochemical reactor. The results showed the photochemical-biological process to be more effective on phenol degradation, suggesting the superioruty of a combined photochemical-biological treatment when compared with a simple biological process for phenol removal from industry wastewaters. For the acclimation step, was used an activated sludge from industrial wastewaters. A rapid biomass aclimation to a synthetic solution composed of the main inhibitory compouns fpund in a PRW was obtained using the following operation condition: (pH = 7,0; DO ≥ 2,0 mg/L; RS = 20 days e qH = 31,2 and 20,4 hours), The last part was consisted of using respirometry evaluation toxicity effects of selected compounds over oxygen uptake rate to adaptated and non adaptated biomass in the presence of inhibitory compounds. The adaptated sludge showed greater degration capacity, with lower sensibility to toxic effects. The respirometry has proved to be very practical, as the techiniques used were simple and rapid, such as: Chemical Oxygen Demand (COD), Dissolved Oxygen (DO), and Volatile Suspended Solids (VSS). Using the latter it is possible to perform sludge selection to beggingthe process; thus allowing its use for aerobic treatment system`s behacior prediction

Treatment of simulated wastewater containing n-phenyl-n-isopropyl-p-phenylenediamine using electrolysis system with Ti/TiRuO2 electrodes

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)