Avaliação dos mecanismos de lenta geração de doadores de elétrons por materiais lignocelulósicos no processo de biorredução de sulfatos
Carregando...
Data
2022-07-29
Autores
Orientador
Bevilaqua, Denise 
Coorientador
Pós-graduação
Biotecnologia - IQ
Curso de graduação
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Tipo
Dissertação de mestrado
Direito de acesso
Acesso aberto
Resumo
Resumo (português)
Drenagens ácidas de minas representam um sério problema ambiental. Uma estratégia promissora em seu tratamento é a associação da redução biológica de sulfato com a precipitação química de sulfetos metálicos. Esse processo depende das Bactérias Redutoras de Sulfato (BRS), que exigem um doador de elétrons para converter SO42- a S2- em seu processo respiratório. O S2- precipita os íons metálicos, que são removidos da solução por sedimentação. O uso de doadores de elétrons de lenta liberação (DELL), permite melhor sedimentação de partículas de sulfetos metálicos. No entanto, aspectos fundamentais deste processo não estão esclarecidos. Este trabalho utilizou resíduos de grão de cevada (RGC) como DELL para investigar os mecanismos desse processo. Foi feito enriquecimento de consórcio em reatores em batelada utilizando lodo de avícola como inóculo inicial. O consórcio enriquecido apresentou abundância relativa de 46,96% de unidades taxonômicas operacionais (UTO) afiliadas a bactérias fermentativas, como 25,68% de Macellibacteróides sp. e 21,28% de Enterococcus sp. As BRS representaram 32,76% da abundância relativa no consórcio enriquecido, destacando-se as UTOs pertencentes aos gêneros Desulfomicrobium sp. (9,09%) e Desulfohabdus sp. (7,64%). O ensaio de identificação dos doadores de elétrons comparou reatores sulfetogênicos com condição controle na ausência de SO42-. Nessa última, verificou-se variedade de ácidos orgânicos, como propiônico e butírico, além de etanol. O ensaio de potencial do doador de elétrons acompanhou a redução de SO42- até o exaurimento do DELL em reatores com massas iniciais de 1g, 2g e 5g de RGC. A maior proporção de RGC em relação ao SO42- levou a um maior direcionamento do fluxo de elétrons para fermentação, levando a acidificação dos reatores. Esta, por sua vez, deslocou a concentração de H2S para a fase gasosa. O ensaio de toxicidade comparou reatores concentrações iniciais crescentes de sulfeto (0, 250, 500 e 700 mg S2-.L-1) A alta concentração inicial não inibiu a atividade dos reatores, mas aumentou o período de fase lag em até 10 dias.
Resumo (inglês)
Acid mine drainage represents a serious environmental problem. A promising strategy in the treatment of this type of waste is the association of biological sulfate reduction with the chemical precipitation of metallic sulfides. This process relies on Sulfate Reducing Bacteria (SRB), which perform sulfidogenesis from sulfate and an electron donor. The use of Slow Release Electron Donors (SRED) allows better precipitation of metal sulfide particles. However, fundamental aspects of this process are not yet clarified. This work used barley grain residues (BSG) as an electron donor to investigate the mechanisms of this process. For this, the consortium enrichment was carried out in batch reactors using poultry sludge as initial inoculum. Fermentative bacteria corresponded to the highest observed relative abundance (46.96%), and the most abundant operational taxonomic units (OTUs) were affiliated with the genera Macellibacteroides sp. (25.68%) and Enterococcus sp. (21.28%). SRB corresponded to 32.76% of relative abundance, among which Desulfomicrobium sp. (9.09%) and Desulfohabdus sp. (7.64%) stand out. The electron donor identification assay compared substances produced in sulfidogenic reactors with a SO42—free control. In the latter, a higher variety of volatile fatty acids, such as propionic and butyric acid, and ethanol were observed. The electron donor potential assay followed the reduction of SO42- until the DELL depletion in reactors with 1g, 2g and 5g of BSG. In the higher proportion of BSG in relation to SO42-, electron flux was directed towards fermentation, leading to lower sulfate reduction and further acidification. As a result, the H2S concentration shifted mainly to the gas phase. The toxicity test compared reactors with increasing initial S2- concentrations (0, 250, 500 and 750 mg S2-.L-1). The highest initial concentration did not inhibit the activity of the reactors but increased the lag phase period by up to 10 days.
Descrição
Palavras-chave
Idioma
Português