Avaliação dos mecanismos de lenta geração de doadores de elétrons por materiais lignocelulósicos no processo de biorredução de sulfatos

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dc.contributor.advisorBevilaqua, Denise [UNESP]
dc.contributor.authorNatale Júnior, Raul
dc.contributor.institutionUniversidade Estadual Paulista (Unesp)
dc.date.accessioned2022-09-14T14:23:29Z
dc.date.available2022-09-14T14:23:29Z
dc.date.issued2022-07-29
dc.description.abstractDrenagens 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.pt
dc.description.abstractAcid 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.en
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
dc.description.sponsorshipIdCAPES: 001
dc.identifier.capes33004030077P0
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11449/236553
dc.language.isopor
dc.publisherUniversidade Estadual Paulista (Unesp)
dc.rights.accessRightsAcesso aberto
dc.subjectBactérias anaeróbicaspt
dc.subjectSulfetospt
dc.subjectDigestão de águas residuaispt
dc.subjectDesenvolvimento sustentávelpt
dc.subjectMinas e recursos mineraispt
dc.titleAvaliação dos mecanismos de lenta geração de doadores de elétrons por materiais lignocelulósicos no processo de biorredução de sulfatospt
dc.title.alternativeEvaluation of the mechanisms of slow release of electron donors by lignocellulosic materials in sulfate bioreduction processen
dc.typeDissertação de mestrado
unesp.campusUniversidade Estadual Paulista (Unesp), Instituto de Química, Araraquarapt
unesp.embargoOnlinept
unesp.examinationboard.typeBanca públicapt
unesp.graduateProgramBiotecnologia - IQpt
unesp.knowledgeAreaBiotecnologiapt
unesp.researchAreaBiotecnologia Industrial e Ambientalpt

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