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Doctoral Thesis
DOI
10.11606/T.3.2017.tde-20062017-092412
Document
Author
Full name
Marcela dos Passos Galluzzi Baltazar
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2017
Supervisor
Committee
Perpetuo, Elen Aquino (President)
Bresciani, Antonio Esio
Espinosa, Denise Crocce Romano
Rodrigues, Débora Frigi
Rodrigues, Maria Filomena de Andrade
Title in Portuguese
Estudo do potencial de biossorção de cobre por Rhodococcus erythropolis e Enterobacter cloacae isoladas de uma área de mineração.
Keywords in Portuguese
Bioacumulação
Biorremediação
Biossorção de cobre
Biossorção metálica
Cobre
Degradação ambiental
Abstract in Portuguese
A mina do Sossego, localizada em Canaã dos Carajás - Pará, principal mina de cobre do país, atualmente possui uma lagoa de rejeitos com baixas concentrações de cobre. Este é um cenário de impacto ambiental, que pode ser diminuído através de processos de biorremediação, usando a microbiota local. Neste contexto, este trabalho avalia a capacidade de biossorção de cobre (Cu++) por linhagens bacterianas isoladas de amostras ambientais da mina, bem como as melhores condições para o processo. Dentre as linhagens isoladas de amostras ambientais (água e sedimento), duas delas foram exploradas nesse trabalho quanto à resistência e capacidade de biossorção de cobre, uma vez que mostraramse representativas da microbiota e tolerantes à concentrações de até 400 mg.L-1 de Cu++. Estas linhagens foram identificadas como Enterobacter cloacae e Rhodococcus erythropolis por espectrometria de massas (MALDI-TOF) e sequenciamento do gene 16S rRNA, apresentando capacidades máximas de biossorção de Cu++ de aproximadamente 122,0 mg.g- 1 e 370,0 mg.g-1 para R. erythropolis e E. cloacae, respectivamente, nas condições estudadas. Os parâmetros cinéticos de isotermas de biossorção foram obtidos através do modelo de Langmuir. As melhores condições para o processo de biossorção de Cu++ encontradas foram de 28°C, 180 rpm e 0,1g.L-1 de biomassa para, pH de 5 e 6, respectivamente para R.erythropolis e E.cloacae. Dados de bioacumulação também foram observados, sugerindo um mecanismo de efluxo celular para ambos os isolados, apresentando dados de captação máxima de Cu++ de 210 mg.g-1, para R. erythropolis e 20 mg.g-1, para E. cloacae. Também foram avaliadas diferentes condições de cultivo para maior obtenção de biomassa bacteriana, conseguindo um aumento de rendimento celular de até 7 vezes para R. erythropolis e 3 vezes para E.cloacae.
Title in English
Study of cooper biosorption potential by Rhodococcus erythropolis and Enterobacter cloacae isolated from mining area.
Keywords in English
Bioaccumulation
Copper biosorption
Metal biosorption
Abstract in English
The Sossego mine, located in Canaã dos Carajás - Pará, currently has a tailings pond with low concentration of copper. This is an environmental impact scenario, which can be decreased by bioremediation processes using the local microbiota. In this context, this work evaluates the copper biosorption capacity (Cu++) from bacterial strains isolated from environmental samples of the mine, as well as the best conditions for the process. Among the isolated strains of environmental samples (water and sediment), two of them were explored in this work regarding the resistance and capacity of copper biosorption, because they were abundant and tolerant to concentrations up to 400 mg.L-1 Cu++. These strains were identified as Enterobacter cloacae and Rhodococcus erythropolis by MALDI-TOF and 16S gene sequencing, and showed maximum copper biosorption capacities of approximately 122.0 mg.g-1 and 370.0 mg.g-1 for R. erythropolis and E. cloacae, respectively, in the better conditions studied, according to kinetic parameters of biosorption isotherms, through the Langmuir model. The best conditions for the copper biosorption process were 28 °C, 180 rpm and 0.1g.L-1 of biomass for both, and pH of 5 and 6, respectively, for R .erythropolis and E. cloacae. Bioaccumulation data were also observed, suggesting a mechanism of cellular efflux for both bacteria and presenting data of maximum copper uptake of 210 mg.g-1, for R. erythropolis and 20 mg.g-1, for E. cloacae. Different cultivation conditions were also evaluated to obtain a higher bacterial biomass, achieving a cellular yield increase of up to 7 times for R. erythropolis and 3 times for E. cloacae.
 
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Publishing Date
2017-06-21
 
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