Ethanol, toluene and benzene removal in a horizontal-flow anaerobic immobilized biomass reactor in the presence of sulfate

A princípio, foram realizados ensaios de enriquecimento em reatores em batelada, sob agitação, para avaliar a melhor condição nutricional, meio Beller ou meio Zinder, para crescimento microbiano e remoção de sulfato. Posteriormente, esta melhor condição nutricional foi usada para crescimento microbiano e remoção de etanol, tolueno e benzeno em ensaios contínuos em dois reatores anaeróbios horizontais de leito fixo (RAHLF), sob condições de redução de sulfato. Os sistemas foram inoculados com lodo de reator anaeróbio de fluxo ascendente e manta de lodo tratando águas residuárias provenientes de abatedouro de aves. Os RAHLF consistiram de biomassa imobilizada em espumas de poliuretano submetidas a concentrações de 91 e 550 mg/l de sulfato ferroso e sulfato de sódio, respectivamente, para promoção de ambiente sulfetogênico. Tolueno e benzeno foram adicionados, separadamente nos reatores, em concentrações iniciais de 2,0 mg/l, seguidas de aumentos que variaram até as concentrações finais de 9 e 10 mg/l, para tolueno e benzeno, respectivamente. O etanol foi adicionado em ambos reatores a concentração inicial de 170 mg/l, seguido de aumento de até 960 mg/l. Os reatores foram operados a 30 (± 2) ºC com tempo de detenção hidráulica de 12 h. A eficiência na remoção da matéria orgânica nos dois reatores foi próxima a 90% com taxa máxima de degradação de tolueno de 0,06 mg tolueno/mg ssv.d, e 0,07 mg benzeno/mg ssv.d, para benzeno. A redução de sulfato foi de 99,9% em todas as condições nutricionais nos dois reatores. A caracterização microscópica do biofilme revelou diversas morfologias e o perfil de DGGE mostrou variação nas populações de BRS e de representantes do Domínio Bacteria em geral, o que foi associado com as crescentes concentrações de tolueno e benzeno nos meios de alimentação. Finalmente, o presente trabalho demonstrou que unidades compactas de RAHLF, sob condições sulfetogênicas, oferecem alternativa para a biorremediação in situ de compostos aromáticos.Previously, enrichment assays in batch reactors were used to evaluation of best nutritional condition, Beller or Zinder medium, to microorganism growth and sulfate removal. Further, the chosen nutritional condition was used in two horizontal-flow anaerobic immobilized biomass (HAIB) reactors under sulphate-reducing condition, which were exposed to different amounts of ethanol, toluene and benzene. The systems were inoculated with sludge taken from up-flow anaerobic sludge blanket (UASB) reactors treating refuses from a poultry slaughterhouse. The HAIB reactors comprised of an immobilized biomass on polyurethane foam and ferrous and sodium sulphate solutions were used (91 and 550 mg/L, respectively), to promote a sulphate-reducing environment. Toluene and benzene were added at an initial concentration of 2.0 mg/L followed by an increased range of different amendments. Ethanol was added at an initial concentration of 170 mg/L followed by an increased range of 960 mg/L. The reactors were operated at 30 (± 2) °C with hydraulic detention time of 12 h. Organic matter removal efficiency of 90%, in both systems, with a maximum toluene degradation rate of 0.06 mg toluene/mg vss.d and with a maximum benzene degradation rate of 0.07 mg benzene/mg vss.d. Sulfate reduction was dose to 99.9% for all-nutritional amendments in both systems. Biofilm microscopic characterization revealed a diversity of microbial morphologies and DGGE-profiling showed a variation of bacterial and sulphate reducing bacteria (SRB) populations, which were, significantly, associated with toluene and benzene amendments. Thus, this work demonstrates that compact units of HAIB reactors, under sulphate reducing conditions, are a potential alternative for in situ aromatic compounds bioremediation

Evaluation of microbial diversity and physic-chemicals parameters of sugarcane plantation soil

A utilização de técnicas moleculares têm facilitado o estudo de comunidades bacterianas complexas no ambiente. O presente trabalho teve como objetivo utilizar a técnica DGGE para avaliação dos efeitos do aumento da temperatura, causado pela queima de um canavial, na estrutura da comunidade bacteriana de solo, com ênfase ao grupo dos actinomicetos. Foram coletadas amostras de solo em diferentes profundidades, antes e depois da queima, e dados físico-químicos e climáticos associados. O DNA da comunidade bacteriana foi amplificado utilizando conjunto de primers específicos para o Domínio Bacteria e para o grupo de actinomicetos, e os produtos de amplificação analisados por DGGE. Resultados obtidos para as populações de actinomicetos não foram conclusivos. Apesar da variação dos parâmetros físico-químicos do solo provocadas pela queima, os padrões de bandas obtidos com os primers para o Domínio Bacteria, apresentaram-se uniformes. Sendo assim, nas condições de estudo deste trabalho, os resultados obtidos não revelaram alterações na estrutura da comunidade bacteriana do solo de canavial depois da queima.The utilization of molecular techniques has facilitated the study of complex bacterial communities in the environment. The present study aimed at using DGGE technique to evaluate the effect of temperature variation, caused by sugar-cane plantation burn, in the soil bacterial community structure emphasizing the actinomycete group. Soil samples from different depths, were collected before and after the bum, as well as physical-chemical and climatic associated data. The bacterial community DNA was amplified using a specific primer set and the amplification products analyzed by DGGE. The results obtained for the actinomycete populations were not conclusive. Despite the variation of the soil parameters caused by the burn, the band patterns obtained used in this study were uniform. Therefore, under the conditions used in this study, the results obtained did not show any alteration in the structure of soil bacterial community associated with sugar-cane plantation after the burn

Evaluation of microbial diversity and physic-chemicals parameters of sugarcane plantation soil

A utilização de técnicas moleculares têm facilitado o estudo de comunidades bacterianas complexas no ambiente. O presente trabalho teve como objetivo utilizar a técnica DGGE para avaliação dos efeitos do aumento da temperatura, causado pela queima de um canavial, na estrutura da comunidade bacteriana de solo, com ênfase ao grupo dos actinomicetos. Foram coletadas amostras de solo em diferentes profundidades, antes e depois da queima, e dados físico-químicos e climáticos associados. O DNA da comunidade bacteriana foi amplificado utilizando conjunto de primers específicos para o Domínio Bacteria e para o grupo de actinomicetos, e os produtos de amplificação analisados por DGGE. Resultados obtidos para as populações de actinomicetos não foram conclusivos. Apesar da variação dos parâmetros físico-químicos do solo provocadas pela queima, os padrões de bandas obtidos com os primers para o Domínio Bacteria, apresentaram-se uniformes. Sendo assim, nas condições de estudo deste trabalho, os resultados obtidos não revelaram alterações na estrutura da comunidade bacteriana do solo de canavial depois da queima.The utilization of molecular techniques has facilitated the study of complex bacterial communities in the environment. The present study aimed at using DGGE technique to evaluate the effect of temperature variation, caused by sugar-cane plantation burn, in the soil bacterial community structure emphasizing the actinomycete group. Soil samples from different depths, were collected before and after the bum, as well as physical-chemical and climatic associated data. The bacterial community DNA was amplified using a specific primer set and the amplification products analyzed by DGGE. The results obtained for the actinomycete populations were not conclusive. Despite the variation of the soil parameters caused by the burn, the band patterns obtained used in this study were uniform. Therefore, under the conditions used in this study, the results obtained did not show any alteration in the structure of soil bacterial community associated with sugar-cane plantation after the burn

Ethanol, toluene and benzene removal in a horizontal-flow anaerobic immobilized biomass reactor in the presence of sulfate

A princípio, foram realizados ensaios de enriquecimento em reatores em batelada, sob agitação, para avaliar a melhor condição nutricional, meio Beller ou meio Zinder, para crescimento microbiano e remoção de sulfato. Posteriormente, esta melhor condição nutricional foi usada para crescimento microbiano e remoção de etanol, tolueno e benzeno em ensaios contínuos em dois reatores anaeróbios horizontais de leito fixo (RAHLF), sob condições de redução de sulfato. Os sistemas foram inoculados com lodo de reator anaeróbio de fluxo ascendente e manta de lodo tratando águas residuárias provenientes de abatedouro de aves. Os RAHLF consistiram de biomassa imobilizada em espumas de poliuretano submetidas a concentrações de 91 e 550 mg/l de sulfato ferroso e sulfato de sódio, respectivamente, para promoção de ambiente sulfetogênico. Tolueno e benzeno foram adicionados, separadamente nos reatores, em concentrações iniciais de 2,0 mg/l, seguidas de aumentos que variaram até as concentrações finais de 9 e 10 mg/l, para tolueno e benzeno, respectivamente. O etanol foi adicionado em ambos reatores a concentração inicial de 170 mg/l, seguido de aumento de até 960 mg/l. Os reatores foram operados a 30 (± 2) ºC com tempo de detenção hidráulica de 12 h. A eficiência na remoção da matéria orgânica nos dois reatores foi próxima a 90% com taxa máxima de degradação de tolueno de 0,06 mg tolueno/mg ssv.d, e 0,07 mg benzeno/mg ssv.d, para benzeno. A redução de sulfato foi de 99,9% em todas as condições nutricionais nos dois reatores. A caracterização microscópica do biofilme revelou diversas morfologias e o perfil de DGGE mostrou variação nas populações de BRS e de representantes do Domínio Bacteria em geral, o que foi associado com as crescentes concentrações de tolueno e benzeno nos meios de alimentação. Finalmente, o presente trabalho demonstrou que unidades compactas de RAHLF, sob condições sulfetogênicas, oferecem alternativa para a biorremediação in situ de compostos aromáticos.Previously, enrichment assays in batch reactors were used to evaluation of best nutritional condition, Beller or Zinder medium, to microorganism growth and sulfate removal. Further, the chosen nutritional condition was used in two horizontal-flow anaerobic immobilized biomass (HAIB) reactors under sulphate-reducing condition, which were exposed to different amounts of ethanol, toluene and benzene. The systems were inoculated with sludge taken from up-flow anaerobic sludge blanket (UASB) reactors treating refuses from a poultry slaughterhouse. The HAIB reactors comprised of an immobilized biomass on polyurethane foam and ferrous and sodium sulphate solutions were used (91 and 550 mg/L, respectively), to promote a sulphate-reducing environment. Toluene and benzene were added at an initial concentration of 2.0 mg/L followed by an increased range of different amendments. Ethanol was added at an initial concentration of 170 mg/L followed by an increased range of 960 mg/L. The reactors were operated at 30 (± 2) °C with hydraulic detention time of 12 h. Organic matter removal efficiency of 90%, in both systems, with a maximum toluene degradation rate of 0.06 mg toluene/mg vss.d and with a maximum benzene degradation rate of 0.07 mg benzene/mg vss.d. Sulfate reduction was dose to 99.9% for all-nutritional amendments in both systems. Biofilm microscopic characterization revealed a diversity of microbial morphologies and DGGE-profiling showed a variation of bacterial and sulphate reducing bacteria (SRB) populations, which were, significantly, associated with toluene and benzene amendments. Thus, this work demonstrates that compact units of HAIB reactors, under sulphate reducing conditions, are a potential alternative for in situ aromatic compounds bioremediation