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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/30883| Título: | Prospecção de bacteriófagos para o controle de bactérias heterotróficas e nitratantes no processo de desamonificação em efluentes ricos em nitrogênio |
| Título(s) alternativo(s): | Prospecting bacteriophages for the control of heterotrophic bacteria and nitratants in the deammonification process in nitrogen-rich effluents |
| Autor(es): | Bolsan, Alice Chiapetti |
| Orientador(es): | Prá, Marina Celant de |
| Palavras-chave: | Bacteriófagos Nitrogênio Amônia Resíduos industriais Águas residuais - Purificação - Tratamento biológico Bacteriophages Nitrogen Ammonia Factory and trade waste Sewage - Purification - Biological treatment |
| Data do documento: | 8-Fev-2023 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Ponta Grossa |
| Citação: | BOLSAN, Alice Chiapetti. Prospecção de bacteriófagos para o controle de bactérias heterotróficas e nitratantes no processo de desamonificação em efluentes ricos em nitrogênio. 2023. Dissertação (Mestrado em Biotecnologia) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Ponta Grossa, 2023. |
| Resumo: | Carbono e nitrogênio são elementos presentes em moléculas orgânicas e inorgânicas e constituem compostos poluentes presentes em efluentes de setores como agroindústrias, agropecuários, frigoríficos, dentre outros e quando não tratados ou manejados corretamente, afetam o meio ambiente e a saúde humana. A digestão anaeróbia é uma tecnologia já consolidada para tratamento de efluentes com alta concentração de carbono orgânico, porém, nesse processo, o digestato gerado apresenta uma baixa relação C/N. Uma alternativa promissora para o tratamento desses efluentes com altas concentrações de nitrogênio é a desamonificação, que utiliza bactérias oxidadoras de amônia (BOA) e Anammox em sua rota metabólica. Entretanto, um problema enfrentado no processo de desamonificação é o aparecimento de microrganismos indesejadas, como é o caso de bactérias oxidadoras de nitrito (BON) e heterotróficas, que crescem nesse meio e acabam afetando o processo de remoção de nitrogênio e inibindo as bactérias funcionais responsáveis pela desamonificação. As estratégias operacionais baseadas em parâmetros de processo (engenharia) são limitadas e não conseguem inibir a atividade das espécies indesejadas. Visando o controle dessas bactérias, o objetivo desse trabalho foi isolar bacteriófagos com capacidade antimicrobiana contra bactérias oxidadoras de nitrito e heterotróficas. Amostras de lodo biológico proveniente de um sistema de nitrificação/desnitrificação e de um decantador pós processo de desamonificação, foram utilizadas para isolamento de BON e heterotróficas. Para o isolamento das bactérias heterotróficas, uma amostra de esgoto foi coletada e utilizada para isolar um bacteriófago que infectasse uma cepa previamente isolada. Os resultados foram positivos e mostraram que a espécie isolada foi Pseudomonas monteilii. Para confirmação da presença de fagos utilizouse o ensaio de dupla camada de ágar; o teste de espectro de hospedeiro e eficiência de plaqueamento foi realizado para aferir a capacidade infectante do fago. A concentração final do estoque purificado de fagos foi de 1,2x1010 PFU/ml, sendo satisfatória para o objetivo em questão. Após, foram realizados testes de inibição em cultura líquida do hospedeiro, onde o fago isolado mostrou uma maior eficiência de inibição a uma multiplicidade de infecção (MOI) de 1 e 0,1. Quanto ao isolamento de BON, a cepa isolada foi identificada como pertencente ao gênero Nitrobacter e concentrações na faixa de 100 a 300 mgNaNO2 L-1 foram ideais para o crescimento dessas bactérias. No entanto, verificou-se uma dificuldade de crescimento dessas bactérias em meio sólido, impedindo a prospecção de um fago específico. Estima-se que com os resultados deste trabalho seja possível realizar o processo de desamonificação em efluentes contendo concentrações de carbono, sem que o mesmo seja inibitório para o sistema. |
| Abstract: | Carbon and nitrogen are elements in organic and inorganic molecules and constitute pollutant compounds in effluents from sectors such as agribusiness, livestock, and meat-packing plants, among others. Not treated or managed correctly affects the environment and human health. Anaerobic digestion is an already consolidated technology for treating effluents with a high concentration of organic carbon; however, the generated digestate presents a low C/N ratio. A promising alternative for treating these effluents with high nitrogen concentrations is deammonification, which uses ammonia-oxidizing bacteria (AOB) and Anammox in its metabolic pathway. However, a problem faced in the deammonification process is the appearance of unwanted microorganisms, such as nitrite-oxidizing bacteria (NOB) and heterotrophic bacteria, which grow in this medium and end up affecting the nitrogen removal process and inhibit the functional bacteria responsible for the deammonification. Operational strategies based on process parameters (engineering) are limited and cannot inhibit the activity of the undesired species. Aiming to control these bacteria, this work sought to isolate bacteriophages with antimicrobial capacity against nitrite-oxidizing and heterotrophic bacteria. Samples of biological sludge from a nitrification/denitrification system and from a decanter after deammonification were used to isolate NOB and heterotrophic bacteria. To isolate heterotrophic bacteria, a sewage sample was collected and used to isolate a bacteriophage that infected a previously isolated strain. The results were positive and showed that the isolated species was Pseudomonas monteilii. The double-layer agar assay was used to confirm the presence of phages; the host spectrum and plating efficiency test were performed to gauge the infective ability of the phage. The final concentration of the purified phage stock was 1.2x1010 PFU/ml, satisfactory for the purpose at hand. Afterward, inhibition tests were performed in the liquid host culture, where the isolated phage showed a higher inhibition efficiency at a multiplicity of infection (MOI) of 1 and 0.1. As for the isolation of BON, the isolated strain was identified as belonging to the genus Nitrobacter and concentrations in the range of 100 to 300 mgNaNO2 L-1 were ideal for the growth of these bacteria. However, there was difficulty in growing these bacteria on solid medium, preventing the prospection of a specific phage. It is estimated that with the results of this study, it is possible to perform the deammonification process in effluents containing carbon concentrations without inhibiting to the system. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/30883 |
| Aparece nas coleções: | PG - Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia |
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