Biosurfactants produced by Microbacterium sp., isolated from aquatic macrophytes in hydrocarbon-contaminated area in the Rio Negro, Manaus, Amazonas / Biossurfactantes produzidos por Microbacterium sp., isolada de macrófita aquática em áreaimpactada por hidrocarbonetos no rio Negro, Manaus, Amazonas

Endophytic bacteria isolated from Eichhornia crassipes (Mart) Solms., collected in oil contaminated wastewater of effluent generated by Petrobras refinery in Manaus were investigated to determine their potential for producing biosurfactants. Assay with 2.6-dichlorophenol indophenol (DCPIP) indicator to verify hydrocarbon biodegradation activity; oil emulsification test; drop-collapse method; surface tension and growth curve of biosurfactant production. The M87 Microbacterium sp. strain chosen for this work was identified by the sequencing of the rDNA region and the chemical characterization was performed by FTIR, UFLC/MS and 1H RMN techniques. The selected bacterial isolate provided 3g L-1 of biosurfactant, using diesel oil as sole carbon source, being efficient in biodegrading oil as demonstrated by the DCPIP test. Fractions obtained by column chromatography were efficient in reducing water surface tension around 40 mN m-1, especially fraction 1, which reduced it to 34.17 mN m-1. The different techniques of chemical analysis used for the identification of the biosurfactant isolate indicated that this is probably a long - chain fatty acid lipid type, which may be used in the future as both biosurfactant in decontamination processes of hydrocarbon-polluted areas or as bioemulsifier in countless processes, since it exhibited no toxicity as determined by Alamar Blue assay. 

Foram investigadas bactérias endofíticas isoladas de Eichhornia crassipes (Mart.) Solms., coletadas em águas contaminadas com resíduos de petróleo em um afluente da refinaria da Petrobrás/Manaus, para valiação da produção de biossurfactantes. Para selecionar o micro-organismos à produção e caracterização de biossurfactantes, foram realizados os seguintes testes: a descoloração do indicador 2,6 indofenol (DCPIP), emulsificação do diesel, colapso da gota, tensão superficial e curva de produção. A caracterização química foi realizada por meio das técnicas de FT-IR, UFLC/MS e RMN1H. A bactéria M87 Microbacterium neste estudo, foi identificada pelo sequenciamento da região rDNA e produziu 3g L-1 de biossurfactantes utilizando o diesel como fonte de carbono, mostrando-se eficiente na ação biodegradadora do petróleo, por meio do teste de Indofenol (DCPIP). As frações obtidas, mostraram-se eficazes na redução da tensão superficial da água abaixo de 40 mN m-1, com destaque para a fração 1 que reduziu a tensão superficial para 34,17 mN m-1. Pelas análises química utilizadas, pode-se inferir que, provavelmente, se trata de um ácido graxo de cadeia longa, que pode ser utilizado futuramente tanto como biossurfactante em processos de descontaminação de ambientes impactados por hidrocarbonetos, assim como bioemulsificante em inúmeros processos uma vez que não apresentou toxicidade por meio do teste realizado.(AU)

GPo1 alkB gene expression for improvement of the degradation of diesel oil by a bacterial consortium

To facilitate the biodegradation of diesel oil, an oil biodegradation bacterial consortium was constructed. The alkane hydroxylase (alkB) gene of Pseudomonas putida GPo1 was constructed in a pCom8 expression vector, and the pCom8-GPo1 alkB plasmid was transformed into Escherichia coli DH5α. The AlkB protein was expressed by diesel oil induction and detected through SDS-polyacrylamide gel electrophoresis. The culture of the recombinant (pCom8-GPo1 alkB/E. coli DH5α) with the oil biodegradation bacterial consortium increased the degradation ratio of diesel oil at 24 h from 31% to 50%, and the facilitation rates were increased as the proportion of pCom8-GPo1 alkB. coli DH5α to the consortium increased. The results suggested that the expression of the GPo1 gene in E. coli DH5α could enhance the function of diesel oil degradation by the bacterial consortium.(AU)

Caracterização físico-química das misturas binárias de biodiesel e diesel comercializados no Amazonas

The use of renewable energies allied to the preservation of the environment has awakening more and more interest on the national and international level, especially the utilization of biodiesel in substitution of petroleum diesel. Its use brings a series of social, economical and environmental advantages. In the last few years, there has been an increase in biodiesel research in Brazil. The Brasilian law no. 11.097 of 2005 proposes the introduction of biodiesel in the Brazilian energetic matrix, mixing it with diesel oil at an obligatory percentile minimum of 2%, with an increase of 5% in the addition, until 2012. However, the addition is only permitted if the biodiesel is within the quality patterns demanded. Before this, mixtures of biodiesel added to interior diesel were prepared, in proportions of 2, 5, 10 and 20% (v/v), which were later characterized, as of the physical chemical parameters determined in the Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis (ANP) Resolution for evaluating mixtures in accordance with the norm. The results show that, biodiesel as well as their binary mixtures (B2 to B20) are within the quality patterns established by the ANP.

O uso de energias renováveis aliadas à preservação do meio ambiente tem despertado interesse cada vez maior em nível nacional e internacional principalmente a utilização do biodiesel em substituição ao diesel de petróleo. Sua utilização traz uma série de vantagens sociais, econômicas e ambientais. Nos últimos anos, houve no Brasil um aumento nas pesquisas sobre o biodiesel. A lei brasileira nº 11.097 de 2005 dispõe sobre a introdução do biodiesel na matriz energética brasileira, misturado ao óleo diesel em um percentual mínimo obrigatório de 2%, com aumento na adição para 5% até 2012. Contudo, essa adição só é possível se o biodiesel estiver dentro dos padrões de qualidade exigidos. Diante disto, neste trabalho foram preparadas misturas de biodiesel adicionado ao diesel interior, nas proporções 2, 5, 10 e 20% (v/v), sendo posteriormente caracterizados a partir da determinação dos parâmetros físico-químicos citados na Resolução da Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis (ANP), visando avaliar se as misturas estão em conformidade com a norma. De acordo com os resultados concluiu-se que, tanto o biodiesel quanto suas misturas binárias (B2 a B20) encontram-se dentro dos padrões de qualidade estabelecido pela ANP.

Biodegradability of commercial and weathered diesel oils

This work aimed to evaluate the capability of different microorganisms to degrade commercial diesel oil in comparison to a weathered diesel oil collected from the groundwater at a petrol station. Two microbiological methods were used for the biodegradability assessment: the technique based on the redox indicator 2,6 - dichlorophenol indophenol (DCPIP) and soil respirometric experiments using biometer flasks. In the former we tested the bacterial cultures Staphylococcus hominis, Kocuria palustris, Pseudomonas aeruginosa LBI, Ochrobactrum anthropi and Bacillus cereus, a commercial inoculum, consortia obtained from soil and groundwater contaminated with hydrocarbons and a consortium from an uncontaminated area. In the respirometric experiments it was evaluated the capability of the native microorganisms present in the soil from a petrol station to biodegrade the diesel oils. The redox indicator experiments showed that only the consortia, even that from an uncontaminated area, were able to biodegrade the weathered diesel. In 48 days, the removal of the total petroleum hydrocarbons (TPH) in the respirometric experiments was approximately 2.5 times greater when the commercial diesel oil was used. This difference was caused by the consumption of labile hydrocarbons, present in greater quantities in the commercial diesel oil, as demonstrated by gas chromatographic analyses. Thus, results indicate that biodegradability studies that do not consider the weathering effect of the pollutants may over estimate biodegradation rates and when the bioaugmentation is necessary, the best strategy would be that one based on injection of consortia, because even cultures with recognised capability of biodegrading hydrocarbons may fail when applied isolated.

Este trabalho objetivou avaliar a capacidade de diferentes microrganismos em degradar óleo diesel comercial em comparação com um óleo diesel intemperizado coletado da água subterrânea em um posto de combustíveis. Dois métodos microbiológicos foram usados para a avaliação da biodegradabilidade: a técnica baseada no indicador redox 2,6-diclorofenol indofenol (DCPIP) e os experimentos respirométricos usando os respirômetros de Bartha. No primeiro, testamos as culturas bacterianas Staphylococcus hominis, Kocuria palustris, Pseudomonas aeruginosa LBI, Ochrobactrum anthropi e Bacillus cereus, um inóculo comercial, consórcios obtidos do solo e da água subterrânea contaminados com hidrocarbonetos e um consórcio de uma área não contaminada. Nos experimentos respirométricos, foi avaliada a capacidade dos microrganismos nativos do solo de um posto de combustíveis em biodegradar os óleos diesel. Os experimentos com o indicador redox mostraram que apenas os consórcios, mesmo aquele de uma área não contaminada, foram capazes de biodegradar o diesel intemperizado. Em 48 dias, a remoção de hidrocarbonetos totais de petróleo (HTP) nos experimentos respirométricos foi aproximadamente 2,5 vezes maior quando o óleo diesel comercial foi usado. Esta diferença foi causada pelo consumo de hidrocarbonetos facilmente biodegradáveis, presentes em maior quantidade no óleo diesel comercial, como demonstrado pelas análises cromatográficas. Assim, resultados indicam que estudos de biodegradabilidade que não consideram o efeito de intemperização dos poluentes pode sobre estimar as taxas de biodegradação e quando o bioaumento é necessário, a melhor estratégia seria aquela baseada na injeção de consórcios, pois mesmo culturas com reconhecida capacidade de biodegradar hidrocarbonetos podem falhar quando aplicadas isoladamente.

Laboratory study on the bioremediation of diesel oil contaminated soil from a petrol station

The purpose of the present study was to investigate possible methods to enhance the rate of aerobic biodegradation of hydrocarbons (ex-situ treatments). In this work, the bioremediation processes were applied to a sandy soil with a high level of contamination originated from the leakage of a diesel oil underground storage tank at a petrol station. Laboratory scale experiments (Bartha biometer flasks) were used to evaluate the biodegradation of the diesel oil. Enhancement of biodegradation was carried out through biostimulation (addition of nitrogen and phosphorus solutions or Tween 80 surfactant) and bioaugmentation (bacterial consortium isolated from a landfarming system). To investigate interactions between optimizing factors, and to find the right combination of these agents, the study was based on full factorial experimental design. Efficiency of biodegradation was simultaneously measured by two methods: respirometric (microbial CO2 production) and gas chromatography. Acute toxicity tests with Daphnia similis were applied for examination of the efficiency of the processes in terms of the generation of less toxic products. Results showed that all bioremediation strategies enhanced the natural bioremediation of the contaminated soil and the best results were obtained when treatments had nutritional amendment. Respirometric data indicated a maximum hydrocarbon mineralization of 19.8%, obtained through the combination of the three agents, with a total petroleum hydrocarbons (TPH) removal of 45.5% in 55 days of treatment. At the end of the experiments, two predominant bacteria species were isolated and identified (Staphylococcus hominis and Kocuria palustris).

O objetivo do presente estudo foi investigar possíveis métodos para aumentar a taxa de biodegradação aeróbia de hidrocarbonetos (tratamentos ex-situ). Neste trabalho, processos de biorremediação foram aplicados a um solo arenoso com alto nível de contaminação ocasionada por um vazamento de um tanque de armazenamento de óleo diesel subterrâneo em um posto de combustíveis. Experimentos em escala laboratorial (respirômetros de Bartha) foram utilizados para avaliar a biodegradação do óleo diesel. Estímulo da biodegradação foi realizado utilizando-se as técnicas de bioestímulo (adição de soluções de nitrogênio e fósforo ou surfactante Tween 80) e de bioaumento (consórcio bacteriano isolado de um sistema de landfarming). Para investigar as interações entre os fatores otimizadores, e encontrar a melhor combinação entre esses agentes, o estudo foi baseado em um delineamento experimental fatorial completo. A eficiência de biodegradação foi simultaneamente medida com dois métodos: respirométrico (produção de CO2 microbiano) e cromatografia gasosa. Testes de toxicidade aguda com Daphnia similis foram aplicados para examinar a eficiência dos processos em termos de geração de produtos menos tóxicos. Resultados mostraram que todas as estratégias de biorremediação aceleraram a biorremediação natural do solo contaminado e os melhores resultados foram obtidos quando os tratamentos tinham adição de nutrientes. Dados respirométricos indicaram uma máxima mineralização de hidrocarbonetos de 19,8%, obtida com a combinação dos três agentes, com uma remoção de hidrocarbonetos totais de petróleo (TPH) de 45,5% em 55 dias de tratamento. No final dos experimentos, duas espécies predominantes de bactéria foram isoladas e identificadas como Staphylococcus hominis e Kocuria palustris.