Resumo
Abstract Fertilization with dehydrated sewage sludge can speed up the recovery process of degraded areas due to nutrients concentration, favoring the development of pioneer plants such as Acacia auriculiformis A. Cunn. ex Beth (Fabales: Fabaceae) and the emergence of insects. This study aimed the evaluation of chewing, pollinating insects, predators, their ecological indices and relationships on A. auriculiformis plants fertilized with dehydrated sewage sludge. The experimental design was completely randomized with two treatments (with and without dehydrated sewage sludge) and 24 repetitions. The prevalence of chewing insects Parasyphraea sp. (Coleoptera: Chrysomelidae), Nasutitermes sp. (Blattodea: Termitidae), and Tropidacris collaris (Stoll, 1813) (Orthoptera: Romaleidae), defoliation, and ecological indices of abundance of Coleoptera and Orthoptera were observed on fertilized A. auriculiformis. Acacia auriculiformis plants, with a superior number of branches/tree, revealed greater abundance of Coleoptera and Orthoptera, species richness of pollinating insects, defoliation, numbers of Parasyphraea sp. and T. collaris. The ones with larger leaves/branches displayed greater abundance of species richness of Coleoptera and Diabrotica speciosa (Germar, 1824) (Coleoptera: Chrysomelidae). Therefore, the use of A. auriculiformis plants, fertilized with dehydrated sewage sludge, is promising in the recovery of degraded areas due to the ecological indices increase of chewing and pollinators insects and spiders in the analyzed area.
Resumo A fertilização com lodo de esgoto desidratado pode acelerar o processo de recuperação de áreas degradadas devido à concentração de nutrientes, favorecendo o desenvolvimento de plantas pioneiras tais como Acacia auriculiformis A. Cunn. ex Beth (Fabales: Fabaceae) e de seus insetos. O objetivo deste trabalho foi avaliar os insetos mastigadores, polinizadores e predadores e seus índices e relações ecológicas em plantas de A. auriculiformis fertilizadas com lodo de esgoto desidratado, em área degradada, durante 24 meses. O delineamento foi inteiramente casualizados com dois tratamentos (com e sem adubação com lodo de esgoto desidratado) e 24 repetições (uma repetição = uma planta). O maior número de insetos mastigadores Parasyphraea sp. (Coleoptera: Chrysomelidae), Nasutitermes sp. (Blattodea: Termitidae) e Tropidacris collaris (Stoll, 1813) (Orthoptera: Romaleidae), de desfolha, e do índice ecológico abundância de Coleoptera e de Orthoptera foram maiores em plantas de A. auriculiformis fertilizadas do que nas não fertilizadas com lodo de esgoto desidratado. Plantas de A. auriculiformis, com maior quantidade de galhos/árvore, apresentaram maiores abundâncias de Coleoptera e Orthoptera, riqueza de espécies de insetos polinizadores, desfolha e números de Parasyphraea sp. e T. collaris, e as com maior folhas/galho os de riqueza de espécies de Coleoptera e Diabrotica speciosa (Germar, 1824) (Coleoptera: Chrysomelidae). Por tanto, a utilização de A. auriculiformis, adubada com lodo de esgoto desidratado, é promissora na recuperação de áreas degradadas devido ao aumento dos índices ecológicos de insetos mastigadores, polinizadores e aranhas na área.
Resumo
Management programs and efficient techniques are necessary to recover degraded ecosystems. The sewage sludge is rich in nitrogen (N) and with the potential to fertilize Sapindus saponaria L. (Sapinales: Sapindaceae), used in the recovery of degraded areas; this can affect the insect fauna. The study's objective was to evaluate, for 24 months, the abundance of chewing insects, dipterans, pollinators, and predators on S. saponaria plants fertilized with or without dehydrated sewage sludge in a degraded area. The experimental design was completely randomized (with the same characteristics) with two treatments (with or without dehydrated sewage sludge) and 24 replicates, each with one plant. The abundance of Anastrepha sp. (Tephritidae), Cerotoma sp. (Chrysomelidae), Curculionidae, Musca domestica L. (Muscidae), Mantis religiosa L. (Mantodea: Mantidae), Oxyopidae, Salticidae, Tettigoniidae (Orthoptera), and Teudis sp. (Anyphaenidae) was higher on fertilized plants. The abundances of Teudis sp. and Tmarus sp. (Thomisidae) and M. religiosa and Teudis sp. were positively correlated with chewing insects and Diptera, respectively. The population increase of insects and spiders on S. saponaria plants fertilized with dehydrated sewage sludge (bigger crowns) has shown to be suitable for recovering degraded areas with a higher number of niches and better food quality, improving the ecological indices of the area.
A degradação de ecossistemas torna necessário programas de manejo e técnicas eficientes para recuperá-los. O lodo de esgoto é rico em nitrogênio e com potencial para adubar Sapindus saponaria L. (Sapinales: Sapindaceae), utilizada na recuperação de áreas degradadas, mas isto pode afetar a fauna de insetos. O objetivo foi avaliar, durante 24 meses, abundância de insetos mastigadores, dípteros, polinizadores e predadores em plantas de S. saponaria fertilizadas ou não com lodo de esgoto desidratado, em área degradada. O delineamento experimental foi inteiramente casualisado com dois tratamentos (com ou sem lodo desidratado de esgoto) e 24 repetições, cada uma com uma planta. A abundância de Anastrepha sp. (Tephritidae), Cerotoma sp. (Chrysomelidae), Curculionidae, Musca domestica L. (Muscidae), Mantis religiosa L. (Mantodea: Mantidae), Oxyopidae, Salticidae, Tettigoniidae (Orthoptera) e Teudis sp. (Anyphaenidae) foi maior em plantas adubadas. A abundância de Teudis sp. e Tmarus sp. (Thomisidae) e M. religiosa e Teudis sp. foi, positivamente, correlacionada com as de insetos mastigadores e Diptera, respectivamente. O aumento populacional de insetos e aranhas em plantas de S. saponaria, adubada com lodo desidratado de esgoto (maiores copas), mostra ser adequado para a recuperação de áreas degradadas, tendo essas plantas um maior número de nichos e com alimento de melhor qualidade, melhorando os índices ecológicos na área.
Assuntos
Esgotos , Pragas da Agricultura , Sapindus/parasitologia , Insetos/classificaçãoResumo
Abstract Fertilization with dehydrated sewage sludge can speed up the recovery process of degraded areas due to nutrients concentration, favoring the development of pioneer plants such as Acacia auriculiformis A. Cunn. ex Beth (Fabales: Fabaceae) and the emergence of insects. This study aimed the evaluation of chewing, pollinating insects, predators, their ecological indices and relationships on A. auriculiformis plants fertilized with dehydrated sewage sludge. The experimental design was completely randomized with two treatments (with and without dehydrated sewage sludge) and 24 repetitions. The prevalence of chewing insects Parasyphraea sp. (Coleoptera: Chrysomelidae), Nasutitermes sp. (Blattodea: Termitidae), and Tropidacris collaris (Stoll, 1813) (Orthoptera: Romaleidae), defoliation, and ecological indices of abundance of Coleoptera and Orthoptera were observed on fertilized A. auriculiformis. Acacia auriculiformis plants, with a superior number of branches/tree, revealed greater abundance of Coleoptera and Orthoptera, species richness of pollinating insects, defoliation, numbers of Parasyphraea sp. and T. collaris. The ones with larger leaves/branches displayed greater abundance of species richness of Coleoptera and Diabrotica speciosa (Germar, 1824) (Coleoptera: Chrysomelidae). Therefore, the use of A. auriculiformis plants, fertilized with dehydrated sewage sludge, is promising in the recovery of degraded areas due to the ecological indices increase of chewing and pollinators insects and spiders in the analyzed area.
Resumo A fertilização com lodo de esgoto desidratado pode acelerar o processo de recuperação de áreas degradadas devido à concentração de nutrientes, favorecendo o desenvolvimento de plantas pioneiras tais como Acacia auriculiformis A. Cunn. ex Beth (Fabales: Fabaceae) e de seus insetos. O objetivo deste trabalho foi avaliar os insetos mastigadores, polinizadores e predadores e seus índices e relações ecológicas em plantas de A. auriculiformis fertilizadas com lodo de esgoto desidratado, em área degradada, durante 24 meses. O delineamento foi inteiramente casualizados com dois tratamentos (com e sem adubação com lodo de esgoto desidratado) e 24 repetições (uma repetição = uma planta). O maior número de insetos mastigadores Parasyphraea sp. (Coleoptera: Chrysomelidae), Nasutitermes sp. (Blattodea: Termitidae) e Tropidacris collaris (Stoll, 1813) (Orthoptera: Romaleidae), de desfolha, e do índice ecológico abundância de Coleoptera e de Orthoptera foram maiores em plantas de A. auriculiformis fertilizadas do que nas não fertilizadas com lodo de esgoto desidratado. Plantas de A. auriculiformis, com maior quantidade de galhos/árvore, apresentaram maiores abundâncias de Coleoptera e Orthoptera, riqueza de espécies de insetos polinizadores, desfolha e números de Parasyphraea sp. e T. collaris, e as com maior folhas/galho os de riqueza de espécies de Coleoptera e Diabrotica speciosa (Germar, 1824) (Coleoptera: Chrysomelidae). Por tanto, a utilização de A. auriculiformis, adubada com lodo de esgoto desidratado, é promissora na recuperação de áreas degradadas devido ao aumento dos índices ecológicos de insetos mastigadores, polinizadores e aranhas na área.
Assuntos
Animais , Acacia , Fabaceae , Esgotos , Fertilização , InsetosResumo
This study evaluated the levels of heavy metals in the soil and castor bean plant after fertilization with sewage sludge (SS) subjected to different stabilization processes. The study was conducted in a Haplic Cambisol with the following treatments: control (CO), fertilization with solarized sewage sludge (SSS), composted sewage sludge (CSS), vermi composted sewage sludge (VSS), limed sewage sludge (LSS), and mineral fertilizer (MF). The experimental design included a subdivided plot scheme with fertilization being the primary factor and soil layers or leaf parts being the secondary factor. The data obtained were analyzed using analysis of variance and the Scott-Knott test with 5% significance. Fertilization with SSS, CSS, and LSS led to the highest increase in Zn in the soil, mainly in the surface layer. In the leaf tissues, Zn and Cu levels were higher with the CO and SSS treatments, whereas the Ni level was higher with SSS, CSS, VSS, and MF treatments. In general, Zn and Cu levels were higher in the leaf limb than in the petiole, whereas Ni, Pb, and Cr levels were higher in the petiole than in the leaf limb. In any case, no symptoms of toxicity in the plants and no risk of soil contamination were observed with any of the fertilization treatments.
O objetivo deste trabalho foi avaliar os teores de metais pesados no solo e na planta de mamoneira em resposta à adubação com lodo de esgoto (LE) submetido a diferentes processos de estabilização. O experimento foi desenvolvido em Cambissolo Háplico com os tratamentos: testemunha, adubação com LE solarizado, LE compostado, LE vermicompostado, LE caleado e adubação mineral. O delineamento experimental foi em esquema de parcelas subdivididas, sendo as adubações o fator primário e as camadas do solo ou as partes da folha o fator secundário. Os dados obtidos foram submetidos à análise de variância e teste de Scott-Knott a 5% de probabilidade. No solo, as adubações com LE solarizado, compostado e caleado promoveram os maiores incrementos dos teores de Zn, principalmente na camada superficial. No tecido foliar, os teores de Zn e Cu foram mais elevados na testemunha e no LE solarizado, enquanto o Ni foi mais elevado nos LE solarizado, compostado, vermicompostado e na adubação mineral. De modo geral, os maiores teores de Zn e Cu ocorreram no limbo foliar em comparação ao pecíolo, enquanto os teores de Ni, Pb e Cr foram mais elevados no pecíolo do que no limbo foliar. Contudo, não foram constatados sintomas de toxidez nas plantas e nenhum risco de contaminação do solo com os diferentes tipos de adubações realizadas.
Assuntos
Ricinus , Esgotos , Análise do Solo , Gerenciamento de Resíduos , Metais PesadosResumo
Water plays a crucial role in all aspects of our lives, including the economy, food security, production, and politics, making it essential for sustainable development. Surface water pollution, which includes rivers, lakes, and oceans, is a significant environmental concern. Oued D'Hous, located in the Wilaya of Bouira in Algeria, is the subject of our research, which examines its hydrochemical pollution resulting from the discharge of domestic, industrial, and agricultural wastewater from the city. The evaluation of the physicochemical parameters reveals that the existing pollutant levels in Oued D'Hous have significantly increased, leading to a high degree of toxicity that threatens the area's flora and fauna. This pollution also limits the use of this resource by humans. We call upon the competent authorities to promptly limit the discharge of these hazardous effluents into Oued D'Hous to prevent further water contamination and reduce the risk of adverse health effects on the public, including those who use the wells located in the vicinity. In conclusion, immediate measures are necessary to mitigate the severe pollution of Oued D'Hous, and we urge the authorities to take action to address this pressing environmental concern.
Assuntos
Esgotos , Poluição da Água , Poluição de Rios , Poluição Ambiental , ArgéliaResumo
Fertilization with dehydrated sewage sludge can speed up the recovery process of degraded areas due to nutrients concentration, favoring the development of pioneer plants such as Acacia auriculiformis A. Cunn. ex Beth (Fabales: Fabaceae) and the emergence of insects. This study aimed the evaluation of chewing, pollinating insects, predators, their ecological indices and relationships on A. auriculiformis plants fertilized with dehydrated sewage sludge. The experimental design was completely randomized with two treatments (with and without dehydrated sewage sludge) and 24 repetitions. The prevalence of chewing insects Parasyphraea sp. (Coleoptera: Chrysomelidae), Nasutitermes sp. (Blattodea: Termitidae), and Tropidacris collaris (Stoll, 1813) (Orthoptera: Romaleidae), defoliation, and ecological indices of abundance of Coleoptera and Orthoptera were observed on fertilized A. auriculiformis. Acacia auriculiformis plants, with a superior number of branches/tree, revealed greater abundance of Coleoptera and Orthoptera, species richness of pollinating insects, defoliation, numbers of Parasyphraea sp. and T. collaris. The ones with larger leaves/branches displayed greater abundance of species richness of Coleoptera and Diabrotica speciosa (Germar, 1824) (Coleoptera: Chrysomelidae). Therefore, the use of A. auriculiformis plants, fertilized with dehydrated sewage sludge, is promising in the recovery of degraded areas due to the ecological indices increase of chewing and pollinators insects and spiders in the analyzed area.
A fertilização com lodo de esgoto desidratado pode acelerar o processo de recuperação de áreas degradadas devido à concentração de nutrientes, favorecendo o desenvolvimento de plantas pioneiras tais como Acacia auriculiformis A. Cunn. ex Beth (Fabales: Fabaceae) e de seus insetos. O objetivo deste trabalho foi avaliar os insetos mastigadores, polinizadores e predadores e seus índices e relações ecológicas em plantas de A. auriculiformis fertilizadas com lodo de esgoto desidratado, em área degradada, durante 24 meses. O delineamento foi inteiramente casualizados com dois tratamentos (com e sem adubação com lodo de esgoto desidratado) e 24 repetições (uma repetição = uma planta). O maior número de insetos mastigadores Parasyphraea sp. (Coleoptera: Chrysomelidae), Nasutitermes sp. (Blattodea: Termitidae) e Tropidacris collaris (Stoll, 1813) (Orthoptera: Romaleidae), de desfolha, e do índice ecológico abundância de Coleoptera e de Orthoptera foram maiores em plantas de A. auriculiformis fertilizadas do que nas não fertilizadas com lodo de esgoto desidratado. Plantas de A. auriculiformis, com maior quantidade de galhos/árvore, apresentaram maiores abundâncias de Coleoptera e Orthoptera, riqueza de espécies de insetos polinizadores, desfolha e números de Parasyphraea sp. e T. collaris, e as com maior folhas/galho os de riqueza de espécies de Coleoptera e Diabrotica speciosa (Germar, 1824) (Coleoptera: Chrysomelidae). Por tanto, a utilização de A. auriculiformis, adubada com lodo de esgoto desidratado, é promissora na recuperação de áreas degradadas devido ao aumento dos índices ecológicos de insetos mastigadores, polinizadores e aranhas na área.
Assuntos
Animais , Acacia/crescimento & desenvolvimento , Acacia/fisiologia , Baratas/crescimento & desenvolvimento , Besouros/crescimento & desenvolvimento , Gafanhotos/crescimento & desenvolvimento , Lodos Ativados/análiseResumo
Fertilization with dehydrated sewage sludge can speed up the recovery process of degraded areas due to nutrients concentration, favoring the development of pioneer plants such as Acacia auriculiformis A. Cunn. ex Beth (Fabales: Fabaceae) and the emergence of insects. This study aimed the evaluation of chewing, pollinating insects, predators, their ecological indices and relationships on A. auriculiformis plants fertilized with dehydrated sewage sludge. The experimental design was completely randomized with two treatments (with and without dehydrated sewage sludge) and 24 repetitions. The prevalence of chewing insects Parasyphraea sp. (Coleoptera: Chrysomelidae), Nasutitermes sp. (Blattodea: Termitidae), and Tropidacris collaris (Stoll, 1813) (Orthoptera: Romaleidae), defoliation, and ecological indices of abundance of Coleoptera and Orthoptera were observed on fertilized A. auriculiformis. Acacia auriculiformis plants, with a superior number of branches/tree, revealed greater abundance of Coleoptera and Orthoptera, species richness of pollinating insects, defoliation, numbers of Parasyphraea sp. and T. collaris. The ones with larger leaves/branches displayed greater abundance of species richness of Coleoptera and Diabrotica speciosa (Germar, 1824) (Coleoptera: Chrysomelidae). Therefore, the use of A. auriculiformis plants, fertilized with dehydrated sewage sludge, is promising in the recovery of degraded areas due to the ecological indices increase of chewing and pollinators insects and spiders in the analyzed area.(AU)
A fertilização com lodo de esgoto desidratado pode acelerar o processo de recuperação de áreas degradadas devido à concentração de nutrientes, favorecendo o desenvolvimento de plantas pioneiras tais como Acacia auriculiformis A. Cunn. ex Beth (Fabales: Fabaceae) e de seus insetos. O objetivo deste trabalho foi avaliar os insetos mastigadores, polinizadores e predadores e seus índices e relações ecológicas em plantas de A. auriculiformis fertilizadas com lodo de esgoto desidratado, em área degradada, durante 24 meses. O delineamento foi inteiramente casualizados com dois tratamentos (com e sem adubação com lodo de esgoto desidratado) e 24 repetições (uma repetição = uma planta). O maior número de insetos mastigadores Parasyphraea sp. (Coleoptera: Chrysomelidae), Nasutitermes sp. (Blattodea: Termitidae) e Tropidacris collaris (Stoll, 1813) (Orthoptera: Romaleidae), de desfolha, e do índice ecológico abundância de Coleoptera e de Orthoptera foram maiores em plantas de A. auriculiformis fertilizadas do que nas não fertilizadas com lodo de esgoto desidratado. Plantas de A. auriculiformis, com maior quantidade de galhos/árvore, apresentaram maiores abundâncias de Coleoptera e Orthoptera, riqueza de espécies de insetos polinizadores, desfolha e números de Parasyphraea sp. e T. collaris, e as com maior folhas/galho os de riqueza de espécies de Coleoptera e Diabrotica speciosa (Germar, 1824) (Coleoptera: Chrysomelidae). Por tanto, a utilização de A. auriculiformis, adubada com lodo de esgoto desidratado, é promissora na recuperação de áreas degradadas devido ao aumento dos índices ecológicos de insetos mastigadores, polinizadores e aranhas na área.
Assuntos
Animais , Acacia/crescimento & desenvolvimento , Acacia/fisiologia , Gafanhotos/crescimento & desenvolvimento , Besouros/crescimento & desenvolvimento , Baratas/crescimento & desenvolvimento , Lodos Ativados/análiseResumo
Abstract Vanillin is the major component which is responsible for flavor and aroma of vanilla extract and is produced by 3 ways: natural extraction from vanilla plant, chemical synthesis and from microbial transformation. Current research was aimed to study bacterial production of vanillin from native natural sources including sewage and soil from industrial areas. The main objective was vanillin bio-production by isolating bacteria from these native sources. Also to adapt methodologies to improve vanillin production by optimized fermentation media and growth conditions. 47 soil and 13 sewage samples were collected from different industrial regions of Lahore, Gujranwala, Faisalabad and Kasur. 67.7% bacterial isolates produced vanillin and 32.3% were non-producers. From these 279 producers, 4 bacterial isolates selected as significant producers were; A3, A4, A7 and A10. These isolates were identified by ribotyping as A3 Pseudomonas fluorescence (KF408302), A4 Enterococcus faecium (KT356807), A7 Alcaligenes faecalis (MW422815) and A10 Bacillus subtilis (KT962919). Vanillin producers were further tested for improved production of vanillin and were grown in different fermentation media under optimized growth conditions for enhanced production of vanillin. The fermentation media (FM) were; clove oil based, rice bran waste (residues oil) based, wheat bran based and modified isoeugenol based. In FM5, FM21, FM22, FM23, FM24, FM30, FM31, FM32, FM34, FM35, FM36, and FM37, the selected 4 bacterial strains produced significant amounts of vanillin. A10 B. subtilis produced maximum amount of vanillin. This strain produced 17.3 g/L vanillin in FM36. Cost of this fermentation medium 36 was 131.5 rupees/L. This fermentation medium was modified isoeugenol based medium with 1% of isoeugenol and 2.5 g/L soybean meal. ech gene was amplified in A3 P. fluorescence using ech specific primers. As vanillin use as flavor has increased tremendously, the bioproduction of vanillin must be focused.
Resumo A vanilina é o principal componente responsável pelo sabor e aroma do extrato de baunilha e é produzida de três formas: extração natural da planta da baunilha, síntese química e transformação microbiana. A pesquisa atual teve como objetivo estudar a produção bacteriana de vanilina a partir de fontes naturais nativas, incluindo esgoto e solo de áreas industriais. O objetivo principal era a bioprodução de vanilina por meio do isolamento de bactérias dessas fontes nativas. Também para adaptar metodologias para melhorar a produção de vanilina por meio de fermentação otimizada e condições de crescimento. Foram coletadas 47 amostras de solo e 13 de esgoto de diferentes regiões industriais de Lahore, Gujranwala, Faisalabad e Kasur; 67,7% dos isolados bacterianos produziram vanilina e 32,3% eram não produtores. Desses 279 produtores, 4 isolados bacterianos selecionados como produtores significativos foram: A3, A4, A7 e A10. Esses isolados foram identificados por ribotipagem como fluorescência A3 Pseudomonas (KF408302), A4 Enterococcus faecium (KT356807), A7 Alcaligenes faecalis (MW422815) e A10 Bacillus subtilis (KT962919). Os produtores de vanilina foram posteriormente testados para produção aprimorada de vanilina e foram cultivados em diferentes meios de fermentação sob condições de crescimento otimizadas para produção aprimorada de vanilina. Os meios de fermentação (FM) foram: à base de óleo de cravo, à base de resíduos de farelo de arroz (resíduos de óleo), à base de farelo de trigo e à base de isoeugenol modificado. Em FM5, FM21, FM22, FM23, FM24, FM30, FM31, FM32, FM34, FM35, FM36 e FM37, as 4 cepas bacterianas selecionadas produziram quantidades significativas de vanilina. A10 B. subtilis produziu quantidade máxima de vanilina. Essa cepa produziu 17,3 g / L de vanilina em FM36. O custo desse meio de fermentação 36 foi de 131,5 rúpias / L. Esse meio de fermentação foi um meio à base de isoeugenol modificado com 1% de isoeugenol e 2,5 g / L de farelo de soja. O gene ech foi amplificado em A3 P. fluorescence usando primers específicos para ech. Como o uso da vanilina como sabor aumentou tremendamente, a bioprodução da vanilina deve ser focada.
Resumo
Instead of typical household trash, the heavy metal complexes, organic chemicals, and other poisons produced by huge enterprises threaten water systems across the world. In order to protect our drinking water from pollution, we must keep a close eye on the situation. Nanotechnology, specifically two-dimensional (2D) nanomaterials, is used in certain wastewater treatment systems. Graphene, g-C3N4, MoS2, and MXene are just a few examples of emerging 2D nanomaterials that exhibit an extraordinary ratio of surface (m3), providing material consumption, time consumption, and treatment technique for cleaning and observing water. In this post, we'll talk about the ways in which 2D nanomaterials may be tuned to perform certain functions, namely how they can be used for water management. The following is a quick overview of nanostructured materials and its possible use in water management: Also discussed in length are the applications of 2D nanomaterials in water purification, including pollutant adsorption, filtration, disinfection, and photocatalysis. Fluorescence sensors, colorimetric, electrochemical, and field-effect transistors are only some of the devices being studied for their potential use in monitoring water quality using 2D nanomaterials. Utilizing 2D content has its benefits and pitfalls when used to water management. New developments in this fast-expanding business will boost water treatment quality and accessibility in response to rising awareness of the need of clean, fresh water among future generations.
Em vez do lixo doméstico típico, os complexos de metais pesados, produtos químicos orgânicos e outros venenos produzidos por grandes empresas ameaçam os sistemas de água em todo o mundo. Para proteger nossa água potável da poluição, devemos ficar de olho na situação. A nanotecnologia, especificamente nanomateriais bidimensionais (2D), é usada em certos sistemas de tratamento de águas residuais. Grafeno, g-C3N4, MoS2 e MXene são apenas alguns exemplos de nanomateriais 2D emergentes que exibem uma extraordinária proporção de superfície (m3), proporcionando consumo de material, consumo de tempo e técnica de tratamento para limpeza e observação da água. Neste trabalho, trataremos das maneiras pelas quais os nanomateriais 2D podem ser ajustados para desempenhar determinadas funções, ou seja, como eles podem ser usados para o gerenciamento de água. A seguir, uma breve visão geral dos materiais nanoestruturados e seu possível uso no gerenciamento de água. Serão também discutidas detalhadamente as aplicações de nanomateriais 2D na purificação de água, incluindo adsorção de poluentes, filtração, desinfecção e fotocatálise. Sensores de fluorescência, colorimétricos, eletroquímicos e transistores de efeito de campo são apenas alguns dos dispositivos que estão sendo estudados para uso potencial no monitoramento da qualidade da água usando nanomateriais 2D. A utilização de conteúdo 2D tem seus benefícios e armadilhas quando utilizada para gerenciamento de água. Novos desenvolvimentos neste negócio em rápida expansão visam aumentar a qualidade e a acessibilidade do tratamento de água em resposta à crescente conscientização sobre a necessidade de água limpa e fresca entre as gerações futuras.
Assuntos
Poluição da Água/prevenção & controle , Monitoramento da Água , Purificação da Água , NanoestruturasResumo
Abstract In recent days, cheapest alternative carbon source for fermentation purpose is desirable to minimize production cost. Xylanases have become attractive enzymes as their potential in bio-bleaching of pulp and paper industry. The objective of the present study was to identify the potential ability on the xylanase production by locally isolated Bacillus pumilus BS131 by using waste fiber sludge and wheat bran media under submerged fermentation. Culture growth conditions were optimized to obtain significant amount of xylanase. Maximum xylanase production was recorded after 72 hours of incubation at 30 °C and 7 pH with 4.0% substrate concentration. In the nutshell, the production of xylanase using inexpensive waste fiber sludge and wheat-bran as an alternative in place of expensive xylan substrate was more cost effective and environment friendly.
Resumo Nos últimos dias, a fonte alternativa de carbono mais barata para fins de fermentação é desejável para minimizar o custo de produção. As xilanases têm se tornado enzimas atraentes como seu potencial no biobranqueamento da indústria de papel e celulose. O objetivo do presente estudo foi identificar a capacidade potencial na produção de xilanase por Bacillus pumilus BS131 isolado localmente usando lodo de fibra residual e farelo de trigo em meio de fermentação submersa. As condições de crescimento da cultura foram otimizadas para obter uma quantidade significativa de xilanase. A produção máxima de xilanase foi registrada após 72 horas de incubação a 30 °C e pH 7 com concentração de substrato de 4,0%. Resumindo, a produção de xilanase usando lodo de fibra residual de baixo custo e farelo de trigo como uma alternativa no lugar do substrato de xilano caro foi mais econômica e ecológica.
Assuntos
Bacillus/metabolismo , Bacillus pumilus/metabolismo , Esgotos , Temperatura , Fibras na Dieta , Endo-1,4-beta-Xilanases/metabolismo , Fermentação , Concentração de Íons de HidrogênioResumo
Abstract Vanillin is the major component which is responsible for flavor and aroma of vanilla extract and is produced by 3 ways: natural extraction from vanilla plant, chemical synthesis and from microbial transformation. Current research was aimed to study bacterial production of vanillin from native natural sources including sewage and soil from industrial areas. The main objective was vanillin bio-production by isolating bacteria from these native sources. Also to adapt methodologies to improve vanillin production by optimized fermentation media and growth conditions. 47 soil and 13 sewage samples were collected from different industrial regions of Lahore, Gujranwala, Faisalabad and Kasur. 67.7% bacterial isolates produced vanillin and 32.3% were non-producers. From these 279 producers, 4 bacterial isolates selected as significant producers were; A3, A4, A7 and A10. These isolates were identified by ribotyping as A3 Pseudomonas fluorescence (KF408302), A4 Enterococcus faecium (KT356807), A7 Alcaligenes faecalis (MW422815) and A10 Bacillus subtilis (KT962919). Vanillin producers were further tested for improved production of vanillin and were grown in different fermentation media under optimized growth conditions for enhanced production of vanillin. The fermentation media (FM) were; clove oil based, rice bran waste (residues oil) based, wheat bran based and modified isoeugenol based. In FM5, FM21, FM22, FM23, FM24, FM30, FM31, FM32, FM34, FM35, FM36, and FM37, the selected 4 bacterial strains produced significant amounts of vanillin. A10 B. subtilis produced maximum amount of vanillin. This strain produced 17.3 g/L vanillin in FM36. Cost of this fermentation medium 36 was 131.5 rupees/L. This fermentation medium was modified isoeugenol based medium with 1% of isoeugenol and 2.5 g/L soybean meal. ech gene was amplified in A3 P. fluorescence using ech specific primers. As vanillin use as flavor has increased tremendously, the bioproduction of vanillin must be focused.
Resumo A vanilina é o principal componente responsável pelo sabor e aroma do extrato de baunilha e é produzida de três formas: extração natural da planta da baunilha, síntese química e transformação microbiana. A pesquisa atual teve como objetivo estudar a produção bacteriana de vanilina a partir de fontes naturais nativas, incluindo esgoto e solo de áreas industriais. O objetivo principal era a bioprodução de vanilina por meio do isolamento de bactérias dessas fontes nativas. Também para adaptar metodologias para melhorar a produção de vanilina por meio de fermentação otimizada e condições de crescimento. Foram coletadas 47 amostras de solo e 13 de esgoto de diferentes regiões industriais de Lahore, Gujranwala, Faisalabad e Kasur; 67,7% dos isolados bacterianos produziram vanilina e 32,3% eram não produtores. Desses 279 produtores, 4 isolados bacterianos selecionados como produtores significativos foram: A3, A4, A7 e A10. Esses isolados foram identificados por ribotipagem como fluorescência A3 Pseudomonas (KF408302), A4 Enterococcus faecium (KT356807), A7 Alcaligenes faecalis (MW422815) e A10 Bacillus subtilis (KT962919). Os produtores de vanilina foram posteriormente testados para produção aprimorada de vanilina e foram cultivados em diferentes meios de fermentação sob condições de crescimento otimizadas para produção aprimorada de vanilina. Os meios de fermentação (FM) foram: à base de óleo de cravo, à base de resíduos de farelo de arroz (resíduos de óleo), à base de farelo de trigo e à base de isoeugenol modificado. Em FM5, FM21, FM22, FM23, FM24, FM30, FM31, FM32, FM34, FM35, FM36 e FM37, as 4 cepas bacterianas selecionadas produziram quantidades significativas de vanilina. A10 B. subtilis produziu quantidade máxima de vanilina. Essa cepa produziu 17,3 g / L de vanilina em FM36. O custo desse meio de fermentação 36 foi de 131,5 rúpias / L. Esse meio de fermentação foi um meio à base de isoeugenol modificado com 1% de isoeugenol e 2,5 g / L de farelo de soja. O gene ech foi amplificado em A3 P. fluorescence usando primers específicos para ech. Como o uso da vanilina como sabor aumentou tremendamente, a bioprodução da vanilina deve ser focada.
Assuntos
Benzaldeídos/metabolismo , Aromatizantes/metabolismo , Bacillus subtilis/metabolismo , Microbiologia Industrial , Pseudomonas fluorescens/metabolismo , Enterococcus faecium/metabolismo , Meios de Cultura , Alcaligenes faecalis/metabolismo , FermentaçãoResumo
Chromium (VI) a highly toxic metal, a major constituent of industrial waste. It is continuously release in soil and water, causes environmental and health related issues, which is increasing public concern in developing countries like Pakistan. The basic aim of this study was isolation and screening of chromium resistant bacteria from industrial waste collected from Korangi and Lyari, Karachi (24˚52ʹ46.0ʺN 66˚59ʹ25.7ʺE and 24˚48ʹ37.5ʺN 67˚06ʹ52.6ʺE). Among total of 53 isolated strains, seven bacterial strains were selected through selective enrichment and identified on the basis of morphological and biochemical characteristics. These strains were designated as S11, S13, S17, S18, S30, S35 and S48, resistance was determined against varying concentrations of chromium (100-1500 mg/l). Two bacterial strains S35 and S48 showed maximum resistance to chromium (1600 mg/l). Bacterial strains S35 and S48 were identified through 16S rRNA sequence and showed 99% similarity to Bacillus paranthracis and Bacillus paramycoides. Furthermore, growth condition including temperature and pH were optimized for both bacterial strains, showed maximum growth at temperature 30ºC and at optimum pH 7.5 and 6.5 respectively. It is concluded that indigenous bacterial strains isolated from metal contaminated industrial effluent use their innate ability to transform toxic heavy metals to less or nontoxic form and can offer an effective tool for monitoring heavy metal contamination in the environment.
O cromo (VI), metal altamente tóxico, é um dos principais constituintes dos resíduos industriais. É liberado no solo e na água, causa problemas ambientais e de saúde de crescente preocupação pública em países em desenvolvimento como o Paquistão. O objetivo básico deste estudo foi o isolamento e a triagem de bactérias resistentes ao cromo de resíduos industriais coletados em Korangi e Lyari, Karachi (24˚5246,0N 66˚5925,7E e 24˚4837,5N 67˚0652,6E). Do total de 53 cepas isoladas, sete cepas bacterianas foram selecionadas por enriquecimento seletivo e identificadas com base em características morfológicas e bioquímicas. Essas cepas foram designadas como S11, S13, S17, S18, S30, S35 e S48, apresentaram alta resistência aos metais contra concentrações variáveis (100-1500 mg / l) de cromo. Já as cepas S35 e S48 foram identificadas por meio da sequência 16S rRNA e apresentaram 99% de similaridade com Bacillus paranthracis e Bacillus paramycoides. Além disso, as condições de crescimento incluindo temperatura e pH foram otimizadas e ambas as cepas bacterianas apresentaram crescimento máximo na temperatura de 30ºC, enquanto seu pH ótimo foi observado em 7,5 e 6,5, respectivamente. Conclui-se que o potencial de resistência dessas bactérias resistentes ao cromo pode ser efetivamente utilizado na remoção de cromo de efluentes industriais contaminados. Técnicas de base biológica usando bactérias ajudarão a fornecer métodos mais baratos e ecológicos de remoção, recuperação e desintoxicação de cromo.
Assuntos
Bacillaceae/crescimento & desenvolvimento , Bacillaceae/genética , Bacillaceae/isolamento & purificação , Cromo/toxicidade , Efluentes Industriais/análiseResumo
Heavy metal toxicity is becoming an increasing concern for environmental, human and animal health. The current research analyzed the lead (Pb) contamination in the food chain under three different irrigation sources (ground, canal, and wastewater). Soil, plant and animal samples were collected from the Jhang district of Pakistan and processed with an atomic absorption spectrophotometer. Lead concentration varied in the samples as: 5.22-10.73 mg/kg in soil, 2.46-10.34 mg/kg in forages and 0.736-2.45 mg/kg in animal samples. The observed lead concentration in forage and animal blood samples was higher than the standard limits. The pollution load index (0.640-1.32) in soil showed that lead contamination mainly took place at the wastewater irrigating sites. Bio-concentration factor values (0.313-1.15) were lower than one in all samples except Zea mays, showing that lead metal was actively taken up by Zea mays tissues from the soil. Enrichment factor values ranged from 0.849-3.12, showing a moderate level of lead enrichment. Daily intake and health risk index varied between 0.004-0.020 mg/kg/day and 0.906-4.99, respectively. All the samples showed maximum lead concentration at the wastewater irrigating site compared to the ground or canal water application sites. These results recommended that consistent application of wastewater for forage irrigation must be avoided to prevent health hazards associated with lead in the animal and human food chain. Government must implement adequate strategies to protect the animal and human health from the harms of toxic heavy metals.
A toxicidade de metais pesados está se tornando uma preocupação crescente para a saúde ambiental, humana e animal. A pesquisa atual analisou a contaminação por chumbo (Pb) na cadeia alimentar sob três diferentes fontes de irrigação (solo, canal e águas residuais). Amostras de solo, plantas e animais foram coletadas no distrito de Jhang, no Paquistão, e processadas com um espectrofotômetro de absorção atômica. A concentração de chumbo nas amostras variou em: 5,22-10,73 mg/kg no solo, 2,46-10,34 mg/kg nas forragens e 0,736-2,45 mg/kg nas amostras de animais. A concentração de chumbo observada nas amostras de forragem e sangue animal foi superior aos limites padrão. O índice de carga de poluição (0,640-1,32) no solo mostrou que a contaminação por chumbo ocorreu principalmente em locais de irrigação de águas residuais. Os valores do fator de bioconcentração (0,313-1,15) foram menores que um em todas as amostras, exceto Zea mays, mostrando que o chumbo metálico foi ativamente absorvido pelos tecidos de Zea mays do solo. Os valores do fator de enriquecimento variaram de 0,849-3,12, mostrando um nível moderado de enriquecimento de chumbo. A ingestão diária e o índice de risco à saúde variaram entre 0,004-0,020 mg/kg/dia e 0,906-4,99, respectivamente. Todas as amostras mostraram concentração máxima de chumbo no local de irrigação de águas residuais em comparação com os locais de aplicação de água no solo ou no canal. Esses resultados recomendam que a aplicação consistente de águas residuais para irrigação de forragem deve ser evitada para evitar riscos à saúde associados ao chumbo na cadeia alimentar animal e humana. O governo deve implementar estratégias adequadas para proteger a saúde animal e humana dos danos dos metais pesados tóxicos.
Assuntos
Poluentes do Solo , Medição de Risco , Intoxicação por Metais Pesados , Chumbo/toxicidade , PradariaResumo
Chromium (VI) a highly toxic metal, a major constituent of industrial waste. It is continuously release in soil and water, causes environmental and health related issues, which is increasing public concern in developing countries like Pakistan. The basic aim of this study was isolation and screening of chromium resistant bacteria from industrial waste collected from Korangi and Lyari, Karachi (24˚52ʹ46.0ʺN 66˚59ʹ25.7ʺE and 24˚48ʹ37.5ʺN 67˚06ʹ52.6ʺE). Among total of 53 isolated strains, seven bacterial strains were selected through selective enrichment and identified on the basis of morphological and biochemical characteristics. These strains were designated as S11, S13, S17, S18, S30, S35 and S48, resistance was determined against varying concentrations of chromium (100-1500 mg/l). Two bacterial strains S35 and S48 showed maximum resistance to chromium (1600 mg/l). Bacterial strains S35 and S48 were identified through 16S rRNA sequence and showed 99% similarity to Bacillus paranthracis and Bacillus paramycoides. Furthermore, growth condition including temperature and pH were optimized for both bacterial strains, showed maximum growth at temperature 30ºC and at optimum pH 7.5 and 6.5 respectively. It is concluded that indigenous bacterial strains isolated from metal contaminated industrial effluent use their innate ability to transform toxic heavy metals to less or nontoxic form and can offer an effective tool for monitoring heavy metal contamination in the environment.(AU)
O cromo (VI), metal altamente tóxico, é um dos principais constituintes dos resíduos industriais. É liberado no solo e na água, causa problemas ambientais e de saúde de crescente preocupação pública em países em desenvolvimento como o Paquistão. O objetivo básico deste estudo foi o isolamento e a triagem de bactérias resistentes ao cromo de resíduos industriais coletados em Korangi e Lyari, Karachi (24˚5246,0N 66˚5925,7E e 24˚4837,5N 67˚0652,6E). Do total de 53 cepas isoladas, sete cepas bacterianas foram selecionadas por enriquecimento seletivo e identificadas com base em características morfológicas e bioquímicas. Essas cepas foram designadas como S11, S13, S17, S18, S30, S35 e S48, apresentaram alta resistência aos metais contra concentrações variáveis (100-1500 mg / l) de cromo. Já as cepas S35 e S48 foram identificadas por meio da sequência 16S rRNA e apresentaram 99% de similaridade com Bacillus paranthracis e Bacillus paramycoides. Além disso, as condições de crescimento incluindo temperatura e pH foram otimizadas e ambas as cepas bacterianas apresentaram crescimento máximo na temperatura de 30ºC, enquanto seu pH ótimo foi observado em 7,5 e 6,5, respectivamente. Conclui-se que o potencial de resistência dessas bactérias resistentes ao cromo pode ser efetivamente utilizado na remoção de cromo de efluentes industriais contaminados. Técnicas de base biológica usando bactérias ajudarão a fornecer métodos mais baratos e ecológicos de remoção, recuperação e desintoxicação de cromo.(AU)
Assuntos
Efluentes Industriais/análise , Cromo/toxicidade , Bacillaceae/isolamento & purificação , Bacillaceae/genética , Bacillaceae/crescimento & desenvolvimentoResumo
Abstract High doses of antibiotics used in hospitals can affect the microbial composition of sewers, selecting resistant bacteria. In this sense, we evaluated the antibiotic resistance profile and the multiresistant phenotype of bacteria isolated in sewage from a tertiary hospital in the interior São Paulo state, Brazil. For bacteria isolation, 10 µL of sewage samples were sown in selective culture media and the isolates were identified using VITEK-2 automatized system. The antibiotic sensitivity test was performed by disk diffusion. High percentages of resistance were found for amoxicillin, ampicillin, ceftazidime, clindamycin, vancomycin and the multidrug-resistant phenotype (MDR) was attributed to 60.7% of the isolates. Our results show bacteria classified as critical/high priority by WHO List of Priority Pathogens (Enterococcus and Staphylococcus aureus resistant to vancomycin and Enterobacteriaceae resistant to carbapenems) in hospital sewage. Therefore, the implementation of disinfection technologies for hospital sewage would reduce the bacterial load in the sewage that will reach urban wastewater treatment plants, minimizing superficial water contamination and bacterial resistance spread in the environment.
Resumo Altas doses de antibióticos utilizados em hospitais podem afetar a composição microbiana dos esgotos, selecionando bactérias resistentes. Nesse sentido, avaliamos o perfil de resistência a antibióticos e o fenótipo multirresistente de bactérias isoladas em esgoto de um hospital terciário no interior do estado de São Paulo, Brasil. Para o isolamento de bactérias, foram semeados 10 µL das amostras de esgoto em meios de cultura seletivos e os isolados foram identificados usando o sistema automatizado VITEK-2. O teste de sensibilidade aos antibióticos foi realizado por disco-difusão em ágar. Elevadas porcentagens de resistência foram encontradas para amoxicilina, ampicilina, ceftazidima, clindamicina, vancomicina e o fenótipo multirresistente (MDR) foi atribuído a 60,7% dos isolados. Nossos resultados mostram bactérias classificadas como prioridade crítica/alta pela Lista de Patógenos Prioritários da OMS (Enterococcus e Staphylococcus aureus resistentes à vancomicina e Enterobacteriaceae resistentes aos carbapenêmicos) no esgoto hospitalar. Sendo assim, implementação de tecnologias de desinfecção do esgoto hospitalar reduziriam a carga bacteriana no esgoto que chegará às estações de tratamento de esgoto urbanas, minimizando a contaminação dos ecossistemas hídricos receptores e a disseminação da resistência bacteriana no ambiente.
Resumo
The emergence of multi-drug resistant (MDR) bacterial strains, which are posing a global health threat has developed the interest of scientists to use bacteriophages instead of conventional antibiotics therapy. In light of an increased interest in the use of phage as a bacterial control agent, the study aimed to isolate and characterize lytic phages from sewage effluent. During the current study, bacteriophage AS1 was isolated from sewage effluent against E.coli S2. The lytic activity of phageAS1 was limited to E.coli S2 strain showing monovalent behavior. The calculated phage titer was 3.5×109 pfu/ml. PhageAS1 was stable at a wide range of pH and temperature. The maximum stability was recorded at 37ºC and pH 7.0, while showing its normal lytic activity at temperature 60ºC and from pH 5.0 to11.0 respectively. At temperature 70ºC, phage activity was somewhat reduced whereas, further increase in temperature and decrease or increase in pH completely inactivated the phage. From the current study, it was concluded that waste water is a best source for finding bacteriophages against multi-drug resistant bacterial strains and can be used as bacterial control agent.
O surgimento de cepas bacterianas multirresistentes (MDR), que representam uma ameaça global à saúde, desenvolveu o interesse dos cientistas em usar bacteriófagos em vez da terapia convencional com antibióticos. Diante do crescente interesse no uso de fago como agente de controle bacteriano, o estudo visou isolar e caracterizar fagos líticos de efluente de esgoto. Durante o estudo atual, o bacteriófago AS1 foi isolado de efluente de esgoto contra E. coli S2. A atividade lítica de phageAS1 foi limitada à cepa E. coli S2, apresentando comportamento monovalente. O título de fago calculado foi de 3,5 x 109 ufp/ml. PhageAS1 foi estável em uma ampla faixa de pH e temperatura. A estabilidade máxima foi registrada a 37ºC e pH 7,0, enquanto mostrou atividade lítica normal em temperatura de 60ºC e pH 5,0 a 11,0, respectivamente. Na temperatura de 70ºC, a atividade do fago foi um pouco reduzida, enquanto o aumento adicional da temperatura e a diminuição ou aumento do pH inativaram completamente o fago. Com base no estudo atual, concluiu-se que a água residual é a melhor fonte para encontrar bacteriófagos contra cepas bacterianas multirresistentes e pode ser usada como agente de controle bacteriano.
Assuntos
Esgotos , Bacteriófagos , Paquistão , Temperatura , ColífagosResumo
High doses of antibiotics used in hospitals can affect the microbial composition of sewers, selecting resistant bacteria. In this sense, we evaluated the antibiotic resistance profile and the multiresistant phenotype of bacteria isolated in sewage from a tertiary hospital in the interior São Paulo state, Brazil. For bacteria isolation, 10 µL of sewage samples were sown in selective culture media and the isolates were identified using VITEK-2 automatized system. The antibiotic sensitivity test was performed by disk diffusion. High percentages of resistance were found for amoxicillin, ampicillin, ceftazidime, clindamycin, vancomycin and the multidrug-resistant phenotype (MDR) was attributed to 60.7% of the isolates. Our results show bacteria classified as critical/high priority by WHO List of Priority Pathogens (Enterococcus and Staphylococcus aureus resistant to vancomycin and Enterobacteriaceae resistant to carbapenems) in hospital sewage. Therefore, the implementation of disinfection technologies for hospital sewage would reduce the bacterial load in the sewage that will reach urban wastewater treatment plants, minimizing superficial water contamination and bacterial resistance spread in the environment.
Altas doses de antibióticos utilizados em hospitais podem afetar a composição microbiana dos esgotos, selecionando bactérias resistentes. Nesse sentido, avaliamos o perfil de resistência a antibióticos e o fenótipo multirresistente de bactérias isoladas em esgoto de um hospital terciário no interior do estado de São Paulo, Brasil. Para o isolamento de bactérias, foram semeados 10 µL das amostras de esgoto em meios de cultura seletivos e os isolados foram identificados usando o sistema automatizado VITEK-2. O teste de sensibilidade aos antibióticos foi realizado por disco-difusão em ágar. Elevadas porcentagens de resistência foram encontradas para amoxicilina, ampicilina, ceftazidima, clindamicina, vancomicina e o fenótipo multirresistente (MDR) foi atribuído a 60,7% dos isolados. Nossos resultados mostram bactérias classificadas como prioridade crítica/alta pela Lista de Patógenos Prioritários da OMS (Enterococcus e Staphylococcus aureus resistentes à vancomicina e Enterobacteriaceae resistentes aos carbapenêmicos) no esgoto hospitalar. Sendo assim, implementação de tecnologias de desinfecção do esgoto hospitalar reduziriam a carga bacteriana no esgoto que chegará às estações de tratamento de esgoto urbanas, minimizando a contaminação dos ecossistemas hídricos receptores e a disseminação da resistência bacteriana no ambiente.
Assuntos
Esgotos , Bactérias/genética , Fenótipo , Brasil , Testes de Sensibilidade Microbiana , Centros de Atenção TerciáriaResumo
High doses of antibiotics used in hospitals can affect the microbial composition of sewers, selecting resistant bacteria. In this sense, we evaluated the antibiotic resistance profile and the multiresistant phenotype of bacteria isolated in sewage from a tertiary hospital in the interior São Paulo state, Brazil. For bacteria isolation, 10 µL of sewage samples were sown in selective culture media and the isolates were identified using VITEK-2 automatized system. The antibiotic sensitivity test was performed by disk diffusion. High percentages of resistance were found for amoxicillin, ampicillin, ceftazidime, clindamycin, vancomycin and the multidrug-resistant phenotype (MDR) was attributed to 60.7% of the isolates. Our results show bacteria classified as critical/high priority by WHO List of Priority Pathogens (Enterococcus and Staphylococcus aureus resistant to vancomycin and Enterobacteriaceae resistant to carbapenems) in hospital sewage. Therefore, the implementation of disinfection technologies for hospital sewage would reduce the bacterial load in the sewage that will reach urban wastewater treatment plants, minimizing superficial water contamination and bacterial resistance spread in the environment.
Altas doses de antibióticos utilizados em hospitais podem afetar a composição microbiana dos esgotos, selecionando bactérias resistentes. Nesse sentido, avaliamos o perfil de resistência a antibióticos e o fenótipo multirresistente de bactérias isoladas em esgoto de um hospital terciário no interior do estado de São Paulo, Brasil. Para o isolamento de bactérias, foram semeados 10 µL das amostras de esgoto em meios de cultura seletivos e os isolados foram identificados usando o sistema automatizado VITEK-2. O teste de sensibilidade aos antibióticos foi realizado por disco-difusão em ágar. Elevadas porcentagens de resistência foram encontradas para amoxicilina, ampicilina, ceftazidima, clindamicina, vancomicina e o fenótipo multirresistente (MDR) foi atribuído a 60,7% dos isolados. Nossos resultados mostram bactérias classificadas como prioridade crítica/alta pela Lista de Patógenos Prioritários da OMS (Enterococcus e Staphylococcus aureus resistentes à vancomicina e Enterobacteriaceae resistentes aos carbapenêmicos) no esgoto hospitalar. Sendo assim, implementação de tecnologias de desinfecção do esgoto hospitalar reduziriam a carga bacteriana no esgoto que chegará às estações de tratamento de esgoto urbanas, minimizando a contaminação dos ecossistemas hídricos receptores e a disseminação da resistência bacteriana no ambiente.
Assuntos
Enterococcus/patogenicidade , Esgotos/análise , Microbiologia da Água/normas , Poluentes Químicos da Água/análise , Poluentes Químicos da Água/toxicidade , Resistência Microbiana a Medicamentos , Staphylococcus aureus/patogenicidadeResumo
High doses of antibiotics used in hospitals can affect the microbial composition of sewers, selecting resistant bacteria. In this sense, we evaluated the antibiotic resistance profile and the multiresistant phenotype of bacteria isolated in sewage from a tertiary hospital in the interior São Paulo state, Brazil. For bacteria isolation, 10 µL of sewage samples were sown in selective culture media and the isolates were identified using VITEK-2 automatized system. The antibiotic sensitivity test was performed by disk diffusion. High percentages of resistance were found for amoxicillin, ampicillin, ceftazidime, clindamycin, vancomycin and the multidrug-resistant phenotype (MDR) was attributed to 60.7% of the isolates. Our results show bacteria classified as critical/high priority by WHO List of Priority Pathogens (Enterococcus and Staphylococcus aureus resistant to vancomycin and Enterobacteriaceae resistant to carbapenems) in hospital sewage. Therefore, the implementation of disinfection technologies for hospital sewage would reduce the bacterial load in the sewage that will reach urban wastewater treatment plants, minimizing superficial water contamination and bacterial resistance spread in the environment.(AU)
Altas doses de antibióticos utilizados em hospitais podem afetar a composição microbiana dos esgotos, selecionando bactérias resistentes. Nesse sentido, avaliamos o perfil de resistência a antibióticos e o fenótipo multirresistente de bactérias isoladas em esgoto de um hospital terciário no interior do estado de São Paulo, Brasil. Para o isolamento de bactérias, foram semeados 10 µL das amostras de esgoto em meios de cultura seletivos e os isolados foram identificados usando o sistema automatizado VITEK-2. O teste de sensibilidade aos antibióticos foi realizado por disco-difusão em ágar. Elevadas porcentagens de resistência foram encontradas para amoxicilina, ampicilina, ceftazidima, clindamicina, vancomicina e o fenótipo multirresistente (MDR) foi atribuído a 60,7% dos isolados. Nossos resultados mostram bactérias classificadas como prioridade crítica/alta pela Lista de Patógenos Prioritários da OMS (Enterococcus e Staphylococcus aureus resistentes à vancomicina e Enterobacteriaceae resistentes aos carbapenêmicos) no esgoto hospitalar. Sendo assim, implementação de tecnologias de desinfecção do esgoto hospitalar reduziriam a carga bacteriana no esgoto que chegará às estações de tratamento de esgoto urbanas, minimizando a contaminação dos ecossistemas hídricos receptores e a disseminação da resistência bacteriana no ambiente.(AU)
Assuntos
Poluentes Químicos da Água/análise , Poluentes Químicos da Água/toxicidade , Esgotos/análise , Resistência Microbiana a Medicamentos , Microbiologia da Água/normas , Enterococcus/patogenicidade , Staphylococcus aureus/patogenicidadeResumo
Abstract The emergence of multi-drug resistant (MDR) bacterial strains, which are posing a global health threat has developed the interest of scientists to use bacteriophages instead of conventional antibiotics therapy. In light of an increased interest in the use of phage as a bacterial control agent, the study aimed to isolate and characterize lytic phages from sewage effluent. During the current study, bacteriophage AS1 was isolated from sewage effluent against E.coli S2. The lytic activity of phageAS1 was limited to E.coli S2 strain showing monovalent behavior. The calculated phage titer was 3.5×109 pfu/ml. PhageAS1 was stable at a wide range of pH and temperature. The maximum stability was recorded at 37ºC and pH 7.0, while showing its normal lytic activity at temperature 60ºC and from pH 5.0 to11.0 respectively. At temperature 70ºC, phage activity was somewhat reduced whereas, further increase in temperature and decrease or increase in pH completely inactivated the phage. From the current study, it was concluded that waste water is a best source for finding bacteriophages against multi-drug resistant bacterial strains and can be used as bacterial control agent.
Resumo O surgimento de cepas bacterianas multirresistentes (MDR), que representam uma ameaça global à saúde, desenvolveu o interesse dos cientistas em usar bacteriófagos em vez da terapia convencional com antibióticos. Diante do crescente interesse no uso de fago como agente de controle bacteriano, o estudo visou isolar e caracterizar fagos líticos de efluente de esgoto. Durante o estudo atual, o bacteriófago AS1 foi isolado de efluente de esgoto contra E. coli S2. A atividade lítica de phageAS1 foi limitada à cepa E. coli S2, apresentando comportamento monovalente. O título de fago calculado foi de 3,5 x 109 ufp/ml. PhageAS1 foi estável em uma ampla faixa de pH e temperatura. A estabilidade máxima foi registrada a 37ºC e pH 7,0, enquanto mostrou atividade lítica normal em temperatura de 60ºC e pH 5,0 a 11,0, respectivamente. Na temperatura de 70ºC, a atividade do fago foi um pouco reduzida, enquanto o aumento adicional da temperatura e a diminuição ou aumento do pH inativaram completamente o fago. Com base no estudo atual, concluiu-se que a água residual é a melhor fonte para encontrar bacteriófagos contra cepas bacterianas multirresistentes e pode ser usada como agente de controle bacteriano.