Desvendando o metabolismo e sintrofismo microbiano em reatores anaeróbios de leito fluidificado aplicados a biodegradação de surfactantes: da engenharia às meta-ômicas (2024)
- Authors:
- Autor USP: DORNELLES, HENRIQUE DE SOUZA - EESC
- Unidade: EESC
- Sigla do Departamento: SHS
- DOI: 10.11606/T.18.2024.tde-28112024-151653
- Subjects: REATORES ANAERÓBIOS; SURFACTANTES; BIODEGRADAÇÃO; ESGOTOS SANITÁRIOS
- Keywords: Magnetita.; Magnetotáticas.; Metanogênese.; Transportadores ABC.
- Agências de fomento:
- Language: Português
- Abstract: Este estudo investigou o metabolismo e o sintrofismo microbiano em Reatores Anaeróbios de Leito Fluidificado (RALF) aplicados à biodegradação de surfactantes sintéticos. As análises de biologia molecular utilizadas foram 16S, metagenômica e metatranscriptômica. O RALF foi utilizado em todos os capítulos desta investigação e alimentado com esgoto sintético (CAPÍTULO 1, 2, 3 e 4), esgoto sanitário (CAPÍTULO 5) e co-digestão de esgoto sanitário com efluente de lavanderia (CAPÍTULO 6). Verificou-se que configuração do RALF com headspace aberto possibilitou o contato do efluente com o oxigênio atmosférico, estabelecendo uma comunidade microbiana facultativa no leito de areia, capaz de biodegradar simultaneamente as cadeias alquílicas e etoxiladas do Nonilfenol Etoxilado (NFEO), bem como seus subprodutos (4-Nonilfenol e 4-Octilfenol). Contudo, a introdução de oxigênio levada pela recirculação gerou a estratificação da microbiota, segmentando os organismos de acordo com sua afinidade pelo oxigênio. No leito com aspecto granular formado sobre o leito de areia, a análise metatranscriptômica revelou o predomínio de metanogênese autotrófica, com a produção de metano principalmente via fotossíntese escura (Ciclo de Calvin-Benson-Bassham) e rota hidrogenotrófica. Também se verificou que a presença de surfactantes modulou a expressão gênica dos Transportadores ABC do envelope celular, favorecendo o consumo de substratos específicos (Oligossacarídeos, Monossacarídeos, Amino Ácidos e Lipídios), de acordo com cada surfactante usado. Neste estudo também foi revelada a ocorrência de Transferência Direta de Elétrons entre Espécies (DIET) mediada por bactérias magnetotáticas. Bactérias do gênero Desulfovibrio magneticus produziram nanopartículas intracelulares de magnetita, mediando a transferência de elétrons de Geobacter sp. para arqueias metanogênicas. Foi desenvolvido um novo dispositivo suporte (HD1), que semostrou apropriado para a imobilização celular e o estabelecimento de consórcios metanogênicos. Com a utilização de HD1 para co-digestão de esgoto sanitário com efluente de lavanderia, verificou-se adequada remoção de NFEO (76,7 - 74,78%, para afluente de 18,88 ± 1,95 mg L^[-1]), aliada ao aproveitamento energético do biogás, com a proporção de metano de até 93 - 94%. Provavelmente devido a contribuição de DIET mediado por bactérias magnetotáticas, revelado pela análise metagenômica
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- Publisher place: São Carlos
- Date published: 2024
- Data da defesa: 09.08.2024
- Este periódico é de acesso aberto
- Este artigo é de acesso aberto
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- Cor do Acesso Aberto: gold
- Licença: cc-by-nc-sa
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ABNT
DORNELLES, Henrique de Souza. Desvendando o metabolismo e sintrofismo microbiano em reatores anaeróbios de leito fluidificado aplicados a biodegradação de surfactantes: da engenharia às meta-ômicas. 2024. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2024. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18138/tde-28112024-151653/. Acesso em: 27 dez. 2025. -
APA
Dornelles, H. de S. (2024). Desvendando o metabolismo e sintrofismo microbiano em reatores anaeróbios de leito fluidificado aplicados a biodegradação de surfactantes: da engenharia às meta-ômicas (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18138/tde-28112024-151653/ -
NLM
Dornelles H de S. Desvendando o metabolismo e sintrofismo microbiano em reatores anaeróbios de leito fluidificado aplicados a biodegradação de surfactantes: da engenharia às meta-ômicas [Internet]. 2024 ;[citado 2025 dez. 27 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18138/tde-28112024-151653/ -
Vancouver
Dornelles H de S. Desvendando o metabolismo e sintrofismo microbiano em reatores anaeróbios de leito fluidificado aplicados a biodegradação de surfactantes: da engenharia às meta-ômicas [Internet]. 2024 ;[citado 2025 dez. 27 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18138/tde-28112024-151653/ - Caracterização microbiana da remoção e degradação de 4-Nonilfenol em Reator Anaeróbio de Leito Fluidificado em escala aumentada
- From wastewater treatment plants to the oceans: a review on synthetic chemical surfactants (SCSs) and perspectives on marine-safe biosurfactants
- Microbial synergies drive simultaneous biodegradation of ethoxy and alkyl chains of Nonylphenol Ethoxylate in fluidized bed reactors
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Informações sobre o DOI: 10.11606/T.18.2024.tde-28112024-151653 (Fonte: oaDOI API)
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