Microbial activity in two soils with different clay content contaminated by different diesel/biodiesel mixtures

Biodiesel is an alternative energy source that has a high biodegradability potential and low toxicity, contributing to ecosystem impact reductions. The aim of this study was to determine, by the natural attenuation technique, the microbial activity of two soils: one clayey (CLA) and the other sandy (SAN), contaminated with different concentrations of biodiesel blended with diesel (B0, B5, B20 and B100) simulating a surface spill. The respirometry, fluorescein diacetate (FDA) hydrolysis and cultivable heterotrophic bacteria and actinobacteria count techniques were used to determine the microbial activity in the different microcosms at up to 48 days of incubation. For the respiration activity, the CLA soil was most active at all mixed fuel concentrations (B0, B5, B20 and B100), as compared to the SAN. Furthermore, the biodiesel addition to the two soil types contributed to the microbial activity increase, and higher CO2 release values were found in the B20 and B100. For the FDA activity, it was found that the CLA soil showed higher activity at the B5 and B20 concentrations, and heterotrophic count showed a tendency towards a CFU g-1 decrease as the incubation time increased. This indicates that the CLA soil, due to a higher amount of nutrients, clay, organic matter and CEC, was associated with the addition of biodiesel and showed higher microbial activity. The results obtained in this study contribute to future studies of surface contamination by different mixtures of diesel/biodiesel in soils with similar physical and chemical characteristics

Brincar e filosofar, despertando o interesse pelo saber: oficinas sobre animais peçonhentos.

O projeto de extensão “Respeito ao Animal Feio”, desenvolvido em 2006, nos municípios de Porto Alegre e Viamão, relata experiências vivenciadas por oficineiros em turmas do Ensino Fundamental de escolas da rede pública de ensino. Utilizando as brincadeiras e a filosofia como alternativas pedagógicas, o objetivo do trabalho foi despertar nos escolares o interesse pelo conhecimento sobre animais peçonhentos. Metodologias sobre oficinas educativas e atividades lúdicas foram aplicadas, observando, assim, maior interesse dos alunos em aprender. Ao descobrirem determinados saberes brincando, os alunos melhoravam a postura de convivência e desenvolviam o hábito de cooperar, de imaginar, de planejar, de criar novos conceitos. Instigar o escolar a refletir sobre os conhecimentos, formular hipóteses, construir caminhos, tomar decisões e respeitar a opinião do colega auxilia não só no processo individual de ensino-aprendizagem, mas, sobretudo, no coletivo

Simulation of a surface spill of different diesel/biodiesel mixtures in an ultisol, using natural attenuation and bioaugmentation/biostimulation

Accidents caused by leaks and/or spills on soils need to be addressed. Natural attenuation, biostimulation and bioaugmentation can be useful bioremediation strategies for decontamination processes in soils of diesel/ biodiesel mixtures. The purpose of this study was to evaluate the degradation rate of the different fuels (B0, B20 and B100) in an ultisol under natural attenuation and biostimulation/bioaugmentation during 60 days of incubation in a controlled microcosm simulating a surface spill over soil. The degradation of different diesel/biodiesel mixtures was monitored for up to 60 days by dehydrogenase activity, respirometry by CO2 release, the most probable number of heterotrophic and degrading microorganism and gas chromatography. The bacterial inoculum employed for biostimulation/bioaugmentation strategy consisted of Bacillus megaterium, Bacillus pumilus, Pseudomonas aeruginosa, and Stenotrophomonas maltophilia. The two bioremediation strategies have showed great degradation rates. The natural attenuation was effective for B0 and B20 treatments. The addition of the bacterial consortium and macronutrients contributed to the increased degradation of pure biodiesel in relation to natural attenuation, with higher rates for CO2 release, enzymatic and degrading activity. It is suggested that the bacterial consortium has proven effective for presenting significant values for such parameters until the end of the 60-day incubation period

Emprego de um software baseado em mineração de texto e apresentação gráfica multirrepresentacional como apoio à aprendizagem de conceitos científicos a partir de textos no ensino fundamental

Este artigo apresenta dois estudos independentes que têm como objetivo investigar como uma ferramenta baseada em mineração de texto e apresentação gráfica multirrepresentacional (SOBEK) pode contribuir no processo de construção de conceitos científicos por estudantes do Ensino Fundamental. Os estudos foram realizados através de pesquisa quasi-experimental com aplicação de pré-teste e pós-teste, utilizando grupos controle não equivalentes. Textos refutacionais de pesquisas já publicadas foram utilizados nas intervenções, assim como testes de performance correspondentes aos textos. Os conceitos abordados foram energia e natureza particulada da matéria. Os estudos foram conduzidos em duas turmas de 9o ano de uma escola municipal no sul do Brasil. Análises estatísticas do desempenho nos testes mostraram melhora significativa dos estudantes que utilizaram o SOBEK como suporte para estudo dos textos. Investigações mais detalhadas são necessárias para identificar a ocorrência e extensão das modificações na estrutura conceitual dos estudantes e sua relação com a estratégia proposta.This work presents two independent studies that aim to investigate how a tool based on text mining and multi-representational graphical presentation (SOBEK) can contribute to the process of constructing scientific concepts from text by elementary school students. The studies were conducted in a quasi-experimental design with application of pre-test and post-tests with non-equivalent control groups. Refutational texts from published researches were used, as well as the corresponding performance tests about each text. The concepts covered are energy and the particulate nature of matter. Performed in a municipal school in Southern Brazil, the studies included two classes of 8th grade students. Statistical analysis of scores performed by students in tests show significant improvements in student´s performance that used the SOBEK tool as support for the study of text. More detailed studies are needed to identify the occurrence and extent of possible changes in students´ conceptual structure supported by the proposed approach

Utilização do ensaio Salmonella/Microssoma em amostras de solo no sul do Brasil : três potenciais áreas de referência

O ensaio Salmonella/microssoma tem sido cada vez mais empregado, como biomarcador, para avaliar a qualidade de compartimentos ambientais, sendo importante para o diagnóstico de alterações precoces no DNA. Diversas fontes poluidoras têm produzido e liberado cada vez mais resíduos de produtos tóxicos para o ambiente, dentre eles os metais pesados. No solo, alguns metais, em baixas concentrações, são essenciais para os seres vivos. Contudo, em quantidades excessivas, eles podem causar efeitos mutagênicos, carcinogênicos e/ou teratogênicos para a biota presente. Para avaliar o grau de contaminação, a utilização de áreas de referência se constitui uma importante ferramenta na comparação entre ambientes poluídos e não-poluídos. O presente estudo tem como objetivo buscar áreas de referência para diagnóstico da presença de substâncias mutagênicas de origem inorgânica (metais pesados) em amostras de solo. Duas áreas adjacentes a locais com estudos prévios de contaminação por substâncias mutagênicas foram selecionadas: a mata ciliar do Rio Jacuí à montante de uma usina termelétrica a carvão (SÃO JERÔNIMO) e um campo próximo a um sítio contaminado por preservantes de madeira (TRIUNFO), além de uma terceira área, localizada dentro de uma unidade de conservação, sem um histórico de contaminação (ITAPUÃ, Viamão), no Rio Grande do Sul. Empregou-se o ensaio Salmonella/microssoma, método de microssuspensão, utilizando linhagens que detectam substituição de pares de bases (TA100) e erro no quadro de leitura (TA98 e TA97a) do DNA, em presença e ausência de metabolização hepática de ratos (fração S9). Analisaram-se extratos da fração lixiviada (pH 4,93 ± 0,05), buscando avaliar respostas mutagênicas a partir de metais pesados. A área de TRIUNFO apresentou respostas mutagênicas indiretas para a fração lixiviada e caracterização química similares ao sítio contaminado por preservantes de madeira. No entanto, a prevalência de resultados negativos para SÃO JERÔNIMO e ITAPUÃ sugere a utilização desses dois locais como referência para solos sob suspeita de contaminação por metais pesados, em áreas que apresentem características biogeoquímicas ou ocupacionais similares. Dessa forma, associando a caracterização química com as respostas negativas para mutagenicidade, é possível contribuir na triagem e na definição de valores referenciais de mutagênese e de concentração de metais pesados nos solos no Sul do Brasil

Characterization of the bacterial communities of the sulfur cycle and selection of potentially effective bacterial isolates to control h2s in wastewater treatment plants

Um dos problemas em Estações de Tratamento de Efluentes (ETEs) é a emissão de sulfeto de hidrogênio (H2S), podendo causar danos à saúde de populações humanas e aos ecossistemas. Para controlar a produção desse gás gerado por Bactérias Redutoras de Sulfato (BRS), Bactérias Oxidadoras de Enxofre (BOE) podem ser utilizadas na conversão de H2S em sulfato. A tese foi dividida em dois estudos: no estudo 1, foi realizado um teste piloto para definir a melhor metodologia para detecção de sulfato em caldo inorgânico. A detecção de sulfato foi realizada a partir de espectrofotometria, por EAA e cromatografia iônica, utilizando a linhagem Paracoccus pantotrophus ATCC 35512 como padrão de referência, sendo incubada em caldo inorgânico suplementado com tiossulfato de sódio (Na2S2O3.5H2O), sulfeto de sódio (Na2S) e sulfito de sódio (Na2SO3), separadamente. O método cromatográfico foi o mais sensível para detectar sulfato, e o caldo inorgânico contendo tiossulfato de sódio foi o único que apresentou resultados diferentes em relação ao controle negativo. Tais resultados foram utilizados como padrão de referência para avaliar a produção de sulfato produzido por isolados bacterianos selecionados de diferentes ETEs. Assim, por processo de enriquecimento a partir de 8 meios seletivos, foram prospectados 37 isolados bacterianos de 5 ETEs. Posteriormente, foi feita a triagem a partir de curvas de crescimento, selecionando 12 isolados. Estes, por sua vez, foram submetidos a um novo processo de seleção (atividade respirométrica e detecção de sulfato), com o objetivo de eleger um consórcio bacteriano para ser testado em um efluente com problemas de emissão de H2S. Os 12 isolados foram identificados por sequenciamento parcial do gene 16 S do RNA ribossômico e, por comparações com as sequências obtidas pelo NCBI, a maioria se aproximou do gênero Pseudomonas (9/12). No entanto, na última etapa de seleção, não foi observada produção biológica de sulfato pelos isolados selecionados, não sendo possível obter um consórcio bacteriano potencialmente competente para controle das emissões de H2S em ETEs. Por outro lado, no estudo 2 desta tese, avaliou-se a distribuição (composição, estrutura e abundância) das principais famílias de BRS e BOE a partir de 6 pontos amostrais de 5 ETEs pela metodologia de sequenciamento de alto desempenho, utilizando a porção V6 do 16S do RNA ribossômico como marcador. Táxons específicos de BRS e BOE foram correlacionados com alguns fatores abióticos: origem do efluente (doméstico/industrial), o teor de oxigênio, o tipo de amostra (lodo ativado, biorreator anaeróbico ou lagoa de estabilização) e os atributos físico-químicos. Quando as 22 famílias de BRS e BOE foram agrupadas, as amostras apresentaram uma distribuição marcante, demonstrando padrões de agrupamento de acordo com o tipo de amostra. Para BOE, as famílias mais abundantes foram Spirochaetaceae, Chromatiaceae, Helicobacteriaceae, Rhodospirillaceae e Neisseriaceae, enquanto que, para SRB, foram Syntrophaceae, Desulfobacteraceae, Nitrospiraceae e Desulfovibriaceae. A estrutura e a composição das principais famílias relacionadas ao ciclo do enxofre também foram influenciadas por seis atributos químicos (enxofre, potássio, zinco, manganês, fósforo e nitrogênio). O enxofre foi o que mais influenciou a variação das comunidades bacterianas nas ETEs analisadas (λ = 0,14, p = 0,008). As OTU afiliadas a Syntrophus mostraram a maior resposta ao aumento do enxofre total. Todas essas descobertas podem contribuir para melhorar a compreensão em relação às comunidades de BRS e BOE, com a finalidade de buscar estratégias para melhor controlar as emissões de H2S em ETEs.One of the problems in Wastewater Treatment Plants (WWTPs) is the increased emissions of hydrogen sulphide (H2S), which can cause harm to the health of human populations and ecosystems. To control the production of this gas generated by Sulphate Reducing Bacteria (SRB), it is possible to use Sulfur Oxidizing Bacteria (SOB) to convert H2S to sulfate. The thesis was divided in two studies: in study 1, a pilot test was conducted to define the best methodology for the detection of sulfate in inorganic broth. Sulphate detection was performed using spectrophotometry, EAA and ion chromatography, using the Paracoccus pantotrophus strain ATCC 35512 as reference standard, and incubated in inorganic broth supplemented with sodium thiosulfate (Na2S2O3.5H2O), sodium sulfate (Na2S) and sodium sulfite (Na2SO3), separately. The chromatographic method was the most sensitive to detect sulphate and the inorganic broth containing sodium thiosulphate was the only one that presented different results in relation to the negative control. These results were used as reference standard to evaluate the production of sulfate produced by bacterial isolates selected from different WWTPs. Thus, by enrichment process from 8 selective media, 37 bacterial isolates from 5 WWTPs were prospected. Subsequently, there were screening processes from growth curves, selecting 12 isolates. These, in turn, underwent a new selection process (respirometric activity and sulfate detection), with the objective of electing a bacterial consortium to be tested in an effluent with H2S emission problems. The 12 isolates were identified by partial sequencing of the 16S rRNA gene and, by comparisons with the sequences obtained by the NCBI, the majority approached the genus Pseudomonas (9/12). However, in the last stage of selection, the biological production of sulfate was not verified for the selected isolates, and it was not possible to obtain a bacterial consortium potentially competent to control H2S emissions in WWTPs. On the other hand, in study 2 of this thesis, the distribution (composition, structure and abundance) of the main SRB and SOB families was evaluated from 5 WWTPs samples based on the high performance sequencing, using the V6 portion of the 16S rRNA as marker. SRB and SOB specific taxa were correlated with some abiotic factors: effluent origin (domestic/industrial), oxygen content, type of sample (activated sludge, anaerobic bioreactor or stabilization pond) and physical-chemical attributes. When the 22 SRB and SOB families were grouped, the samples presented a striking distribution, demonstrating grouping patterns according to the type of sample. For SOB, the most abundant families were Spirochaetaceae, Chromatiaceae, Helicobacteriaceae, Rhodospirillaceae and Neisseriaceae, whereas, for SRB, they were Syntrophaceae, Desulfobacteraceae, Nitrospiraceae and Desulfovibriaceae. The structure and composition of the main families related to the sulfur cycle were also influenced by six chemical attributes (sulfur, potassium, zinc, manganese, phosphorus and nitrogen). Sulfur was the one that most influenced the variation of the bacterial communities in the WTTPs analyzed (λ = 0.14, p = 0.008). The OTUs affiliated to Syntrophus showed the greatest response to the increase in total sulfur. All of these findings may contribute to better understanding of the SRB and SOB communities in order to seek strategies to better control H2S emissions in WTTPs

Characterization of the bacterial communities of the sulfur cycle and selection of potentially effective bacterial isolates to control h2s in wastewater treatment plants

Um dos problemas em Estações de Tratamento de Efluentes (ETEs) é a emissão de sulfeto de hidrogênio (H2S), podendo causar danos à saúde de populações humanas e aos ecossistemas. Para controlar a produção desse gás gerado por Bactérias Redutoras de Sulfato (BRS), Bactérias Oxidadoras de Enxofre (BOE) podem ser utilizadas na conversão de H2S em sulfato. A tese foi dividida em dois estudos: no estudo 1, foi realizado um teste piloto para definir a melhor metodologia para detecção de sulfato em caldo inorgânico. A detecção de sulfato foi realizada a partir de espectrofotometria, por EAA e cromatografia iônica, utilizando a linhagem Paracoccus pantotrophus ATCC 35512 como padrão de referência, sendo incubada em caldo inorgânico suplementado com tiossulfato de sódio (Na2S2O3.5H2O), sulfeto de sódio (Na2S) e sulfito de sódio (Na2SO3), separadamente. O método cromatográfico foi o mais sensível para detectar sulfato, e o caldo inorgânico contendo tiossulfato de sódio foi o único que apresentou resultados diferentes em relação ao controle negativo. Tais resultados foram utilizados como padrão de referência para avaliar a produção de sulfato produzido por isolados bacterianos selecionados de diferentes ETEs. Assim, por processo de enriquecimento a partir de 8 meios seletivos, foram prospectados 37 isolados bacterianos de 5 ETEs. Posteriormente, foi feita a triagem a partir de curvas de crescimento, selecionando 12 isolados. Estes, por sua vez, foram submetidos a um novo processo de seleção (atividade respirométrica e detecção de sulfato), com o objetivo de eleger um consórcio bacteriano para ser testado em um efluente com problemas de emissão de H2S. Os 12 isolados foram identificados por sequenciamento parcial do gene 16 S do RNA ribossômico e, por comparações com as sequências obtidas pelo NCBI, a maioria se aproximou do gênero Pseudomonas (9/12). No entanto, na última etapa de seleção, não foi observada produção biológica de sulfato pelos isolados selecionados, não sendo possível obter um consórcio bacteriano potencialmente competente para controle das emissões de H2S em ETEs. Por outro lado, no estudo 2 desta tese, avaliou-se a distribuição (composição, estrutura e abundância) das principais famílias de BRS e BOE a partir de 6 pontos amostrais de 5 ETEs pela metodologia de sequenciamento de alto desempenho, utilizando a porção V6 do 16S do RNA ribossômico como marcador. Táxons específicos de BRS e BOE foram correlacionados com alguns fatores abióticos: origem do efluente (doméstico/industrial), o teor de oxigênio, o tipo de amostra (lodo ativado, biorreator anaeróbico ou lagoa de estabilização) e os atributos físico-químicos. Quando as 22 famílias de BRS e BOE foram agrupadas, as amostras apresentaram uma distribuição marcante, demonstrando padrões de agrupamento de acordo com o tipo de amostra. Para BOE, as famílias mais abundantes foram Spirochaetaceae, Chromatiaceae, Helicobacteriaceae, Rhodospirillaceae e Neisseriaceae, enquanto que, para SRB, foram Syntrophaceae, Desulfobacteraceae, Nitrospiraceae e Desulfovibriaceae. A estrutura e a composição das principais famílias relacionadas ao ciclo do enxofre também foram influenciadas por seis atributos químicos (enxofre, potássio, zinco, manganês, fósforo e nitrogênio). O enxofre foi o que mais influenciou a variação das comunidades bacterianas nas ETEs analisadas (λ = 0,14, p = 0,008). As OTU afiliadas a Syntrophus mostraram a maior resposta ao aumento do enxofre total. Todas essas descobertas podem contribuir para melhorar a compreensão em relação às comunidades de BRS e BOE, com a finalidade de buscar estratégias para melhor controlar as emissões de H2S em ETEs.One of the problems in Wastewater Treatment Plants (WWTPs) is the increased emissions of hydrogen sulphide (H2S), which can cause harm to the health of human populations and ecosystems. To control the production of this gas generated by Sulphate Reducing Bacteria (SRB), it is possible to use Sulfur Oxidizing Bacteria (SOB) to convert H2S to sulfate. The thesis was divided in two studies: in study 1, a pilot test was conducted to define the best methodology for the detection of sulfate in inorganic broth. Sulphate detection was performed using spectrophotometry, EAA and ion chromatography, using the Paracoccus pantotrophus strain ATCC 35512 as reference standard, and incubated in inorganic broth supplemented with sodium thiosulfate (Na2S2O3.5H2O), sodium sulfate (Na2S) and sodium sulfite (Na2SO3), separately. The chromatographic method was the most sensitive to detect sulphate and the inorganic broth containing sodium thiosulphate was the only one that presented different results in relation to the negative control. These results were used as reference standard to evaluate the production of sulfate produced by bacterial isolates selected from different WWTPs. Thus, by enrichment process from 8 selective media, 37 bacterial isolates from 5 WWTPs were prospected. Subsequently, there were screening processes from growth curves, selecting 12 isolates. These, in turn, underwent a new selection process (respirometric activity and sulfate detection), with the objective of electing a bacterial consortium to be tested in an effluent with H2S emission problems. The 12 isolates were identified by partial sequencing of the 16S rRNA gene and, by comparisons with the sequences obtained by the NCBI, the majority approached the genus Pseudomonas (9/12). However, in the last stage of selection, the biological production of sulfate was not verified for the selected isolates, and it was not possible to obtain a bacterial consortium potentially competent to control H2S emissions in WWTPs. On the other hand, in study 2 of this thesis, the distribution (composition, structure and abundance) of the main SRB and SOB families was evaluated from 5 WWTPs samples based on the high performance sequencing, using the V6 portion of the 16S rRNA as marker. SRB and SOB specific taxa were correlated with some abiotic factors: effluent origin (domestic/industrial), oxygen content, type of sample (activated sludge, anaerobic bioreactor or stabilization pond) and physical-chemical attributes. When the 22 SRB and SOB families were grouped, the samples presented a striking distribution, demonstrating grouping patterns according to the type of sample. For SOB, the most abundant families were Spirochaetaceae, Chromatiaceae, Helicobacteriaceae, Rhodospirillaceae and Neisseriaceae, whereas, for SRB, they were Syntrophaceae, Desulfobacteraceae, Nitrospiraceae and Desulfovibriaceae. The structure and composition of the main families related to the sulfur cycle were also influenced by six chemical attributes (sulfur, potassium, zinc, manganese, phosphorus and nitrogen). Sulfur was the one that most influenced the variation of the bacterial communities in the WTTPs analyzed (λ = 0.14, p = 0.008). The OTUs affiliated to Syntrophus showed the greatest response to the increase in total sulfur. All of these findings may contribute to better understanding of the SRB and SOB communities in order to seek strategies to better control H2S emissions in WTTPs