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Influência das Substâncias Químicas:         As substâncias químicas NÃO enquadram, necessariamente, nasclasses: nutriente...
Os Efeitos Inibitórios        Em alguns casos, o efeito inibitório de um composto químico pode não sercausado pela ação qu...
Os Efeitos Tóxicos         Os efeitos tóxicos de numerosos agentes bactericidas são atribuídos à suaação química sobre as ...
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METABOLISMO MICROBIANOO metabolismo consiste em milhares de reações químicas separadas, que sãoestreitamente associadas pe...
Oxidações BiológicasAs oxidações-reduções estão, como uma classe, entre as reações maiscaracterística do metabolismo.Muita...
Atuação das Enzimas no Metabolismo OxidativoConsideremos o processo fisiológico da respiração, no qual nutrientes orgânico...
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COMPOSTOS FENOLADOS       As substâncias fenólicas podem ser bactericidas ou bacteriostáticas,dependendo da concentração u...
MICROBIOTA DOS LODOS ATIVADOSPROTOZOÁRIOS             Grandes Ciliados livre – natantes - GCLN▪ Ciliados Pequenos Ciliados...
REATOR DE LODOS ATIVADOS                           Volume Total                            4,5 Litros
REATOR DE LODOS ATIVADOS                           Reator
REATOR DE LODOS ATIVADOS    Parte Superior do Reator
REATOR DE LODOS ATIVADOSSaída de lodos ativados do reator para o fundo do decantador secundário
Metodologia para Análise Quantitativa de                 MicrorganismosA análise quantitativa é feita através de contagens...
Contagem de microrganismos através do Retículo de Whipple.A contagem por campos é recomendada para amostras ricas emmicror...
Resultados da Aplicação da Solução de Fenóis 50 mg/L Sobre a Biota de                           Lodo Ativado.             ...
▪ CPF/AMB: a predominância de CPF e a presença de AMB indicam queestá ocorrendo uma boa depuração (CETESB, 2003), sendo qu...
Resultados e Discussão da Aplicação da Solução de Fenóis com Valor                        Teórico 100 mg/L                ...
▪  CPF/CF: a diminuição do número desses protozoários ao longo doensaio está relacionada com o efeito bactericida dos fenó...
Conclusões         Foi possível verificar neste estudo que o valor de 100,0 mg L-1 defenóis ocasiona o efeito bactericida ...
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  1. 1. INFLUÊNCIA DO AMBIENTE QUÍMICO NA MICROBIOTA DOS PROCESSOS DE TRATAMENTOS BIOLÓGICOS Samuel Chaves Melchior e Ronaldo Teixeira Pelegrini Esta apresentação trata-se de um estudo dos efeitos bacteriostático e bactericida provocado pela presença de poluentes químicos em uma cepa de microrganismos.Geralmente, uma substância química pode afetar os microrganismos de trêsdiferentes maneiras:. Pode servir como nutriente e assim favorecer o crescimento.. Pode impedir o crescimento num meio que, sem ela, seria favorável; este é oconhecido efeito bacteriostático.. Pode produzir a morte do organismo; este é denominado efeito bactericida(germicida).Em termos de influência sobre o crescimento, as substâncias químicas podemfuncionar como nutrientes, como agentes bacteriostáticos e como agentesbactericidas.
  2. 2. Influência das Substâncias Químicas: As substâncias químicas NÃO enquadram, necessariamente, nasclasses: nutrientes, agentes bacteriostáticos ou agentes bactericidas. Os microrganismos diferem em seus comportamentos fisiológicos, e,uma substância que é um poderoso agente bactericida ou bacteriostático paraalguns pode, na mesma concentração, ser um nutriente essencial para outros. Assim, H2S e CO são altamente tóxicos para a maioria dos organismosaeróbios porque inibem o metabolismo respiratório; entretanto, certos gruposespeciais de bactérias utilizam H2S ou CO como fontes de energia. Portanto, não se pode generalizar a influência de uma substânciaquímica, sobre o desenvolvimento de todos os microrganismos; ao se descreverseu efeito é necessário especificar o microrganismo particularmente envolvido. O efeito de uma substância química sobre um organismo é avaliadoquantitativamente em termos de sua influência sobre a taxa de crescimento oude morte, sendo que a maneira mais geral de se avaliarem tais efeitos é pelamedida de contagens viáveis.
  3. 3. Os Efeitos Inibitórios Em alguns casos, o efeito inibitório de um composto químico pode não sercausado pela ação química direta sobre o organismo. Por exemplo, compostos como o açúcar, que não tem efeito químico nocivodireto para a maioria dos microrganismos são inibitórios quando empregados emconcentrações muito altas. Em tais casos, a bacteriostase é produzida por uma interferência com oequilíbrio osmótico entre as células vivas e seu meio ambiente. Na maioria dos casos, porém, a ação deletéria de uma substância química é oresultado direto de um efeito químico específico sobre alguns componentes da célulaviva. Algumas substâncias químicas podem impedir o crescimento de umorganismo ou produzir sua morte em uma de duas maneiras principais: pelainterferência em alguma estrutura física integrante da célula, ou interferindo com um oumais processos metabólicos essenciais.
  4. 4. Os Efeitos Tóxicos Os efeitos tóxicos de numerosos agentes bactericidas são atribuídos à suaação química sobre as estruturas celulares, especialmente a membrana celular. A membrana celular não só preserva a integridade da célula impedindo oescoamento de constituintes citoplasmáticos para o meio externo, mas atua também notransporte ativo de nutrientes para o interior da célula. Assim, qualquer agente químico que danifique a membrana celularsemipermeável, por alteração de sua estrutura físico-química, tende a produzir umadesorganização geral da fisiologia celular. Quando as propriedades seletivas da membrana se perdem, alguns doscomponentes da célula, como aminoácidos, nucleotídeos, coenzimas e íonsinorgânicos, escoam para fora da célula e o organismo morre. A membrana celular é largamente composta de proteínas e lipídios, portanto,uma variedade de substâncias capazes de reagir com estes constituintes pode afetarsuas propriedades. Entre estas, encontram-se os compostos fenolados, sabões edetergentes sintéticos. Estes agentes ou dissolvem os constituintes da membrana celular ou comeles se combinam quimicamente, alterando assim a superfície celular de modo aprejudicar suas funções essenciais
  5. 5. Microrganismos Presentes nos Processos de Tratamento Biológico Os processos de tratamento biológico possuem uma populaçãode microrganismos característicos e compostos freqüentemente porbactérias, fungos, algas, protozoários e micrometazoários. A microbiologia tem sido cada vez mais utilizada como umimportante instrumento para o conhecimento e Controle da Poluição.
  6. 6. METABOLISMO MICROBIANOO metabolismo consiste em milhares de reações químicas separadas, que sãoestreitamente associadas pelas enzimas que as catalisam.As enzimas são os catalisadores orgânicos responsáveis pela execução das reaçõesquímicas realizadas pela célula.Todas as células contêm muitas enzimas, cada uma delas capaz de catalisar uma oudiversas reações específicas.A soma total das reações catalisadas pelas enzimas de determinada célula ouorganismo constitui o metabolismo dessa célula ou organismo.O metabolismo de todos os organismos é dirigido fundamentalmente para assegurarseu crescimento e sua reprodução
  7. 7. Oxidações BiológicasAs oxidações-reduções estão, como uma classe, entre as reações maiscaracterística do metabolismo.Muitas das alterações na estrutura molecular necessária à produção de materiaiscelulares é resultado direto da oxidação ou redução enzimáticas dos nutrientesda célula ou de seus produtos de metabolismo intermediário.Além disso, muitas reações de oxidação-redução proporcionam um meio para ageração de ATP e para efetuar transformações químicas que são indiretamenteassociadas a estas reações através da transferência da energia armazenada emligações químicas
  8. 8. Atuação das Enzimas no Metabolismo OxidativoConsideremos o processo fisiológico da respiração, no qual nutrientes orgânicossão oxidados principalmente a CO2, enquanto o oxigênio molecular é reduzido àágua. Embora a respiração seja às vezes equacionada com a combustão, ela difere dacombustão em vários aspectos fundamentais.Diversamente da combustão, a respiração se dá a temperaturas comuns semliberação de grandes quantidades de calor. Além disso, conduz não somente àprodução de CO2, mas também à síntese de materiais celulares.A quantidade total de energia disponível para a oxidação completa de um dadocomposto orgânico a CO2 é a mesma, independentemente de estar a combustãoou a respiração envolvida no processo.A diferença entre os dois processos reside no fato da respiração ser um processoordenado, catalisado por enzimas e constituído em muitas reações parciais eintegradas, enquanto a combustão representa uma série de reaçõesdescontroladas e desordenadas, que se dão à alta temperatura.
  9. 9. Atuação das Enzimas no Metabolismo Oxidativo (continuação)Uma das funções das enzimas na respiração é eliminar a necessidade detemperaturas elevadas, substituindo por uma alta energia de ativação.Além do seu papel básico como catalisadores, as enzimas envolvidas na respiraçãotêm duas funções essenciais:-Uma é promover a decomposição ordenada e gradual dos nutrientes orgânicos, naqual uma variedade de compostos que podem ser usados como materiais iniciaispara as reações biossintéticas,-Outra é tornar parte da energia fornecida pela respiração, útil para a biossíntese.
  10. 10. COMPOSTOS FENOLADOS As substâncias fenólicas podem ser bactericidas ou bacteriostáticas,dependendo da concentração utilizada. Diversas espécies químicas impactantes aos microrganismos podem serencontradas em águas residuárias industriais podendo atuar como agente bactericidae bacteriostático para a microbiota presente nos sistemas de tratamento. OH
  11. 11. MICROBIOTA DOS LODOS ATIVADOSPROTOZOÁRIOS Grandes Ciliados livre – natantes - GCLN▪ Ciliados Pequenos Ciliados livre – natantes - PCLN Ciliados predadores de flocos - CPF Ciliados fixos ou pedunculados - CF▪  Flagelados - FLG▪ Rizópodes (Amebas) - AMBMICROMETAZOÁRIOS▪         Rotíferos - RTF▪         Anelídeos - ALD▪         Nematóides – NTD▪         Tardígrados - TDG
  12. 12. REATOR DE LODOS ATIVADOS Volume Total 4,5 Litros
  13. 13. REATOR DE LODOS ATIVADOS Reator
  14. 14. REATOR DE LODOS ATIVADOS Parte Superior do Reator
  15. 15. REATOR DE LODOS ATIVADOSSaída de lodos ativados do reator para o fundo do decantador secundário
  16. 16. Metodologia para Análise Quantitativa de MicrorganismosA análise quantitativa é feita através de contagens de protozoários emicrometazoários em câmara de Sedgwick-Rafter Câmara de Sedgwick-Rafter.
  17. 17. Contagem de microrganismos através do Retículo de Whipple.A contagem por campos é recomendada para amostras ricas emmicrorganismos. Recomenda-se a contagem de no mínimo 30 camposdistribuídos aleatoriamente pela câmara. Cada campo corresponde à área doretículo de Whipple.
  18. 18. Resultados da Aplicação da Solução de Fenóis 50 mg/L Sobre a Biota de Lodo Ativado. APLICAÇÃO DA SOLUÇÃO DE FENÓIS DA BS COM VALOR TEÓRICO 50 mg/L 10000 9000 8000 CPF Microrganismos/mL 7000 6000 5000 4000 3000 AMB 2000 1000 GCLN RTF 0 10:15 11:45 13:15 14:45 16:15 Variação da microbiota ao longo do ensaio. O valor < 0,1 mg/L de fenóis na saída do reator demonstra que os microrganismos conseguiram adaptar-se ao meio, sendo que a eficiência de biodegradação do poluente foi maior que 99,76%.
  19. 19. ▪ CPF/AMB: a predominância de CPF e a presença de AMB indicam queestá ocorrendo uma boa depuração (CETESB, 2003), sendo que os fenóisserviram como nutrientes, favorecendo o crescimento desses protozoários.▪  GCLN: a estabilidade do número de microrganismos ao longo do ensaio,pode ser relacionada com o efeito bacteriostático, ou com a presença depredadores, pois, não ocorreu um desequilíbrio na microbiota do reator.▪ RTF: o efeito bactericida poderá ser relacionado, porém, como odeslocamento dos RTF é lento, isto é, por rastejamento (CETESB, 2003),talvez seria esse o motivo de sua não contagem. Grandes Ciliados livre – natantes - GCLN Pequenos Ciliados livre – natantes - PCLN Ciliados predadores de flocos - CPF Ciliados fixos ou pedunculados - CF
  20. 20. Resultados e Discussão da Aplicação da Solução de Fenóis com Valor Teórico 100 mg/L APLICAÇÃO DA SOLUÇÃO DE FENÓIS DA BS COM VALOR TEÓRICO 100 mg/L 12000 11000 10000 CPF 9000 Microrganismos/mL 8000 7000 6000 5000 4000 PCLN AMB 3000 2000 CF 1000 RTF 0 10:35 12:05 13:35 15:05 16:35 Variação da microbiota ao longo do ensaioO “Choque” no sistema pôde ser observado através do desequilíbrio dosmicrorganismos e a presença de 9,8 mg/L de fenóis na saída do reator
  21. 21. ▪  CPF/CF: a diminuição do número desses protozoários ao longo doensaio está relacionada com o efeito bactericida dos fenóis. Muitos dos CFestavam sem o pedúnculo, indicando a presença de alguma substânciatóxica no meio (CETESB, 2003).▪  AMB: a estabilidade do número de microrganismos pode ser relacionadacom o efeito bacteriostático, já que ocorreu um desequilíbrio significativo namicrobiota.▪ RTF: conforme já discutido anteriormente, o deslocamento dessemicrometazoário interfere na sua contagem, dificultando a interpretação dosresultados.▪ PCLN: a predominância indica deficiência de aeração no reator e baixotempo de detenção hidráulica (CETESB, 2003). Como a variação do O.D.foi mínima, o baixo tempo de detenção hidráulica seria a interpretação maisplausível. O aumento do número de PCLN foi ocasionado pelo efeito tóxicodos fenóis, o que ocasionou a agitação excessiva desses microrganismos. Grandes Ciliados livre – natantes - GCLN Pequenos Ciliados livre – natantes - PCLN Ciliados predadores de flocos - CPF Ciliados fixos ou pedunculados - CF
  22. 22. Conclusões Foi possível verificar neste estudo que o valor de 100,0 mg L-1 defenóis ocasiona o efeito bactericida e o desequilíbrio dos microrganismos noLodo Ativado. Para resguardar a microbiota seria ideal que a concentração defenóis não ultrapassasse 50 mg L-1, tendo como garantia a biodegradaçãototal do poluente.

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