Environment friendly degradation and detoxification of Congo red dye and textile industry wastewater by a newly isolated Bacillus cohnni (RKS9)

Textile industry wastewater (TIWW) is a major source of environmental pollution causing serious threats to all life forms and thus, it must be adequately treated before its final discharge for the safety of environment and public health. In the present study, a potential bacterial strain (RKS9) was isolated from textile (wastewater & sludge) sample for the effective treatment of TIWW resulting in a significant reduction in pollution parameters such as ADMI color (93.87%), COD (77.35%), BOD (86.02%), TDS (66.75%), TOC (67.25%), TSS (60.34%), and phenol (68.55%) within 48 h. This bacterium also decolorized 99% of Congo red dye (100 mg L−1) within 12 h and removed 59.76%, 40.51%, 52.71% and 26.51% cadmium, chromium, lead and nickel, respectively from the TIWW. The activities of azoreductase, laccase, lignin peroxidase (LiP) and manganese peroxidase (MnP) was monitored and metabolites produced during the treatment of dye and TIWW were also analyzed by FT-IR and GC–MS. The phytotoxicity of the untreated and treated TIWW was assessed by seed germination and seedling growth parameters of Phaseolus mungo L. and results showed a significant reduction in the toxicity of the treated TIWW, suggesting that the isolated bacterium RKS9 has a remarkable potential to effectively decolorize/detoxify TIWW

Fungi biodegradation of vinasse from industrial sugarcane processing

A vinhaça é um resíduo da produção de álcool após a fermentação do mosto e destilação do vinho, resultando de 10 a 15 litros para cada litro de etanol produzido. Este efluente altamente colorido é um sub-produto rico em nutrientes, principalmente materia orgânica, tendo um alto potencial poluente quando disposto no ambiente. Os fungos ligninolíticos podem ser utilizados para a remediação de poluentes, como a vinhaça, pela ação de enzimas peroxidases. Foram utilizadas em ensaios para descoloração da vinhaça três linhagens de fungos ascomicetos e cinco de basidiomicetos sendo que o basidiomiceto Pleurotus sajor-caju CCB 020 se destacou dos demais. A descoloração foi concomitante com o aumento das atividades de lacase e manganês peroxidase. Entretanto ficou evidende que a lacase é a enzima de maior importância na descoloração. P. sajor-caju é comestível tendo seus valores nutricionais determinados na literatura. A vinhaça desencadeou o processo de estresse oxidativo no fungo, fato observado através da elevação da atividade de enzimas (superóxido dismutase, catalase e glutationa redutase) associadas a mecanismos de detoxificação de espécies ativas de oxigênio. Quando comparado com crescimento em meio sintético, o cultivo submerso de P. sajor-caju em vinhaça demonstrou aumento na produção de biomassa (1,06 g 100 mL-1), e aumento na atividade das enzimas como a lacase (variando entre 400 e 450 UI L-1) alcançada entre o 9° e 10º dia e para MnP alcançada no 12° dia de cultivo (variando de 60 a 100 UI L-1), a 28ºC, com agitação constante. Nos mesmos tratamentos foram observadas reduções de: 82,76% na DQO, de 75,29% da DBO, da coloração em 99,17% e da turbidez em 99,73%, indicando a participação destas enzimas na despolimerização de compostos fenólicos e pigmentos de melanoidinas. Após 15 dias de tratamento com o fungo, foi evidenciada a redução de toxicidade da vinhaça determinada por exposição aos organismos: Pseudokirchneriella subcapitata, Daphnia magna, Daphnia similis e Hydra attenuata. Foi concluído que o uso do sistema vinhaça e P. sajor-caju pode ser aplicado em bioprocessos de remoção de cor e na degradação de compostos complexos da vinhaça, ocorrendo destoxicação e melhora em suas qualidades podendo ser indicada como água de reuso, produção de enzimas lacases e manganês peroxidase e aproveitamento de biomassa.Vinasse is a residue resulting from the production of alcohol after pulp fermentation and distillation of the wine, ensuing from 10 to 15 liters for each liter of ethanol produced. This high colored effluent is a by-product rich in nutrients, mainly organic matter, having a high pollutant potential when disposed in the environment. Lignolytic fungi can be utilized in the remediation of pollutants, such as vinasse, by the action of peroxidases. Assays for the decolorization of vinasse by three ascomycetes fungi and five basidiomycetes were performed and consequently selecting the fungus Pleurotus sajor-caju CCB 020. The activities of manganese-dependent peroxidases (MnP) and laccases and the quantification of the decolorization after the treatment of the vinasse by P. sajor-caju were evaluated and it was observed that this fungus can be utilized to biodegrade and decolorize the vinasse at a concentration of 100% without the necessity of dilution. P. sajorcaju is an edible fungus with nutritional values determined in the literature. The vinasse trigged the process of oxidative stress in the fungus, fact observed through the elevation of the enzyme activities (superoxide dismutase, catalase and glutathione reductase) associated to mechanisms of detoxifying reactive oxygen species. When compared to the growth in synthetic medium, the tests in submerged vinasse cultivation with P. sajor-caju demonstrated a raise in the biomass production (1,06 g 100 mL-1), and in the enzyme activities such as laccase (varying from 400 to 450 U L-1) reached between the 9th and 10th day of growth and for MnP at the 12th day of cultivation (varying from 60 a 100 U L-1), indicating the participation of these enzymes in the depolymerization of phenolic compounds and melanoidins pigments. In the same treatments were observed reductions of 82,76% in COD, 75% of BOD, 99,17% in the color and 99,73% for the turbidity. After the treatment with the fungus, a reduction in the toxicity was evident through the exposition of Pseudokirchneriella subcapitata, Daphnia magna, Daphnia similis e Hydra attenuata. It was concluded that the system P.sajor caju/vinasse can be utilized as a bioprocess for color removal and degradation of complex molecules. It was observed an improvement in the characteristics and detoxification allowing it to be utilized as reused water, laccase and manganese peroxidase enzymes production and for fungal biomass production with a high nutritional value

Genetic diversity of polisporics isolates of Crinipellis perniciosa (Stahel) Singer

A diversidade genética de Crinipellis perniciosa foi avaliada quanto à capacidade adaptativa de diferentes genótipos à dispersão geográfica e à associação preferencial ou diferencial com hospedeiros. Isolados polispóricos de C. perniciosa provenientes de diferentes Estados brasileiros (AM, RO, MG, BA, SP, MT e PA) e diferentes hospedeiros (Theobroma cacao L., Solanum cernuum, Solanum paniculatum, Solanum grandiflorum L., Solanum e lianas), foram analisados pelas técnicas de compatibilidade somática (SCG - Somatic Compatibility Group), através de reações de compatibilidade e/ou incompatibilidade, o uso de gel de eletroforese de proteínas totais, velocidade de crescimento, ELISA e Western Blot. Os diversos isolados foram agrupados com base em conjuntos de dados sobre suas características genéticas, identificando-se agrupamentos de acordo com a dispersão geográfica e hospedeiros de onde foram isolados. Foram construídos dois dendogramas pelo teste de compatibilidade permitindo classificar os isolados em três grupos: i)grupo formado pelos isolados de Rondônia e Pará e ii) grupo formado pelos isolados de Rondônia, Pará e Amazonas e o iii) grupo formado pelo isolado de Mato Grosso; o segundo teste separou os isolados em dois grandes grupos: i) grupo formado pelos isolados da Bahia, Minas Gerais, São Paulo, Mato Grosso e Rondônia e ii) grupo formado pelo isolado do Pará. O dendograma criado pelo perfil protéico permitiu agrupar os isolados em três grupos, de acordo com o hospedeiro e região de origem: (1) grupo formado pelo isolado de Theobroma cacao de Ouro Preto DOeste; (2) grupo constituído pelos isolados de Theobroma cacao da Bahia e os diversos isolados de Solanaceae do Estado de Minas Gerais, Bahia e São Paulo e grupo (3) formado pelo isolado de Lianas (cipós). De forma geral, conclui-se que há ampla diversidade genética entre os isolados de C. perniciosa provenientes das diferentes regiões brasileiras e em relação aos hospedeiros, comprovando-se haver elevada capacidade adaptativa caracterizada pela prevalência em ambientes diversos e pela disseminação a longas distâncias geográficas. Há também indicativos de que a velocidade de crescimento do fungo pode ser um dos fatores importantes para assegurar a colonização, já que é correlacionada com a dispersão geográfica, e também, para a seleção de biótipos patogênicos e para a variabilidade genética do fungo.The genetic diversity of Crinipellis perniciosa was evaluated how much to the capacity of adaptation of different genotypes to the geographic dispersion and the preferential or distinguishing association with hosts. Polisporics isolated of C. perniciosa proceeding from different Brazilian States (AM, RO, MG, BA, SP, MT e PA) and different hosts (Theobroma cacao L., Solanum cernuum, Solanum paniculatum, Solanum grandiflorum L., Solanum and lianas), had been analyzed by the techniques of somatic compatibility (SCG - Somatic Compatibility Group), through reactions of compatibility and/or incompatibility, the gel use of proteins electrophoresis, speed of growth, ELISA and Western Blot. Diverse the isolated ones had been grouped on the basis of different data on its genetic characteristics, identifying to groupings in accordance with the geographic dispersion and hosts of where they had been isolated. Two dendrogramas for the compatibility test had been constructed allowing to classify the isolated ones in three groups: i)group formed by isolated of Rondônia and Pará and ii) group formed for the isolated ones of Rondônia, Pará and Amazonas and iii) group formed for the isolated one of Mato Grosso; as the test separated the isolated ones in two great groups: i) group formed for isolated of the Bahia, the Minas Gerais, São Paulo, Mato Grosso and Rondônia and ii) group formed for the isolated one of Pará. The dendrograma created by the protein profile allowed to group the isolated ones in three groups, in accordance with the host and region of origin: (1) group formed for isolated of Theobroma cacao of Ouro Preto D'Oeste; (2) group consisting of isolated of Theobroma cacao of the Bahia and diverse the isolated ones of Solanaceae of the State of Minas Gerais, Bahia and São Paulo and group (3) formed by the isolated one of Liana. Of general form, it is concluded that it has ample genetic diversity enters the isolated ones of C. perniciosa proceeding from the different Brazilian regions and in relation to the hosts, proving to have high capacity of adaptation characterized by the prevalence in diverse environments and the dissemination the long geographic distances. It has also indicative of that the growth speed can be one of the factors important to assure the correlated settling since with the geographic dispersion, favors new biotypes, important factor for the genetic variability of fungus

Use of vinasse and sugarcane bagasse for the production of enzymes by lignocellulolytic fungi

In this present work, three strains of Pleurotus and Trichoderma reesei were cultivated in media with pre-treated bagasse and vinasse. Cellulolytic and lignolytic activities and biomass production were analyzed. The treatment of the bagasse with 2% H2O2 + 1.5% NaOH + autoclave resulted in a greater fiber breakage increasing the cellulose level up to 1.2 times and decreasing 8.5 times the hemicellulose content. This treatment also resulted in a high lignolytic activity for all cultures utilized. T. reesei produced laccase, peroxidase and manganese-peroxidase in all the treatments, having its manganese-peroxidase activity raging from 1.9 to 4.8 times higher than the basidiomycetes.Recentemente o uso de material lignocelulolítico tem mostrado um importante avanço na produção de biocombustíveis. O bagaço e a vinhaça são resíduos oriundos do processamento da cana de açúcar e contem um alto teor de carbono, que geralmente é usado na co-geração de energia e ração animal. Três linhagens de Pleurotus e um ascomiceto, Trichoderma reesei, foram cultivados em bagaço pré-tratado e vinhaça. As atividades lignolíticas e celulolíticas foram analisadas, tanto quanto a produção de biomassa. Foi observado que o tratamento no bagaço com 2% H2O2 + 1.5% NaOH + autoclave resultou numa maior quebra da fibra, aumentando o teor de celulose em 1.2 vezes mais e diminuiu em 8.5 vezes o conteúdo de hemicelulose. Este tratamento também resultou numa alta atividade lignolítica pelos fungos utilizados. O ascomiceto T. reesei produziu lacase, peroxidase e manganês-peroxidase em todos os tratamentos, tendo uma atividade de manganês-peroxidase variando entre 1.9 a 4.8 vezes mais que nos basidiomicetos

Determination of toxicity assays, trophic state index, and physicochemical parameters on Piracicaba River and Itapeva Stream

Anthropogenic activity has a great impact on aquatic environments, causing changes in biodiversity and the environment. In an attempt to determine pollution levels, we established physicochemical parameters, a trophic state index and toxicity assays. The Piracicaba River is an important water body that receives xenobiotic waste from industry, domestic activities and agriculture. These pollutants are released directly into the river or by streams like Itapeva Stream, which discharges into the river. The goals of this work were to analyze the toxicity factor for Daphnia magna (TFD), trophic state index (TSI), pH, conductivity, temperature and dissolved oxygen in the Piracicaba River and in the Itapeva Stream from one monthly collection in the months of May, June and August 2011. In the Piracicaba River was not found toxicity, while in May, June and August the TFD was 1, 8 and 1, respectively. The TSI varied from mesotrophic to eutrophic in the river and in the stream from ultraoligotrophic to mesotrophic. The medium of conductivity for the Itapeva Stream was 479.5 µS.cm-1 and for the Piracicaba River was 219.8 µS.cm-1. The dissolved oxygen in the Piracicaba River varied from 6.89 to11.36 mg.L-1 and in the Itapeva Stream from 0.92 to 6.31 mg.L-1. Based upon the results, both hydric bodies were eutrophic, and the Itapeva Stream was classified as unsuitable for maintaining aquatic life

A PROBLEMÁTICA AMBIENTAL DA CONTAMINAÇÃO DOS RECURSOS HÍDRICOS POR FÁRMACOS

A degradação dos recursos hídricos e a escassez de água potável são assuntos de crescente preocupação mundial, principalmente em razão da presença de contaminantes emergentes (CE) como os fármacos. O presente trabalho teve como objetivo levantar informações por meio de estudos publicados sobre a presença de fármacos em matrizes ambientais e os seus efeitos no meio aquático, assim como para os organismos aquáticos e os seres humanos expostos. Observou-se aumento no número de pesquisas, tanto daquelas voltadas à contaminação dos recursos hídricos por fármacos quanto daquelas voltadas aos efeitos desses nos seres vivos. Verificou se que os fármacos estudados (diclofenaco, ibuprofeno e paracetamol) podem ser encontrados em diversas matrizes ambientais e causar efeitos ecotoxicológicos a diversos organismos não alvos como algas, moluscos, peixes e plantas aquáticas. Para os contaminantes estudados, não existe legislação associada à sua presença em matrizes ambientais, no entanto a União Europeia (UE) inseriu o diclofenaco na lista dos contaminantes que devem ser monitorados. A problemática ambiental da contaminação dos recursos hídricos pelos fármacos envolve grandes desafios, entre eles a busca por medidas que visem à prevenção de possíveis impactos ao meio ambiente e à saúde humana