Desenvolvimento de sulfidogenico Sludge de sedimentos marinhos e Redução Trichloroethylene em um Reator Anaeróbio de Manta de Lodo

A redução de sulfato microbiano é um processo de grande importância na biotecnologia ambiental. O sucesso dos reatores sulfidogênicos depende, entre outros fatores, da composição microbiana do lodo. Aqui, apresentamos um protocolo para desenvolver lodo sulfidogênico a partir de sedimentos de fontes hidrotermais em um reator UASB para fins de decloração redutiva.

O objetivo geral do presente experimento é desenvolver um lodo gênico de sulfeto a partir de sedimentos marinhos no reator A-U-A-S-B e avaliar seu desempenho na redução de TRICLOROETILENO ou TCE. Isso é conseguido coletando sedimentos marinhos para obter um pool de uma grande variedade de microrganismos que são enriquecidos em bactérias redutoras de sulfato quando em um ambiente de minerais apropriados, vitaminas médias e ácidos graxos voláteis para servir como doadores de elétrons. Como segunda etapa, os sedimentos marinhos são usados como inóculo no reator AUASB, que é definido e mantido sob condições de redução de sulfato por várias semanas até atingir uma atividade constante de redução de sulfato.

Em seguida, o consórcio no reator sulf citogênico, UASB, é avaliado quanto à redução de TCE, a fim de avaliar a capacidade do lodo de transformar poluentes orgânicos enquanto a agenesia de sulfa ainda está ativa. Os resultados mostram que a agenesia de sulfeto foi estabelecida no biorreator e que o lodo foi capaz de reduzir o TCE em condições redutoras de sulfato com base na análise da comunidade microbiana, sugerindo que a redução do TCE foi realizada em um consórcio formado por bactérias redutoras de sulfato e fermentativas. A principal vantagem deste procedimento sobre os métodos existentes, como a adaptação de alojamentos de metanógenos à Tosis, é que este alojamento obtido é tolerante a concentrações mais altas de sulfato, e não apresenta competição por substrato com metanogênios.

Geralmente, os indivíduos novos neste método terão dificuldades porque esperam a formação imediata do slot. Eles podem tender a adicionar os nutrientes e sulfeto ao biorreator, com menos ou mais frequência do que o necessário. Essas abordagens só levarão a um desequilíbrio do sistema.

É conveniente realizar análises periódicas de sulfato e sulfato de DQO para saber o curso da reação e o momento certo para o próximo quinto. Tivemos a ideia desse método porque queríamos um alojamento fotogênico de sulfe altamente ativo para combinar sulfato de matéria orgânica e remoção de poluentes, algo que não pode ser realizado em condições metagênicas, principalmente quando alguns dos poluentes são misturados com métodos pesados. Utilizou-se um método geral com bons equipamentos para a identificação de bactérias no consórcio.

A região do gene 16 S-R-R-N-A foi o alvo da análise, e encontramos interessante geral de bactérias Para iniciar este procedimento. Colete as amostras marinhas conforme descrito no protocolo de texto. Uma vez no laboratório, pegue uma grande parte da amostra de sedimento e use uma malha apropriada para eliminar os grandes detritos de material carbonáceo dos sedimentos.

Depois de passar o sedimento pela malha, misture a porção selecionada para garantir que fique homogênea. Para os fins deste trabalho, use um reator anaeróbio de vidro de manta de lodo de fluxo ascendente com um volume total de trabalho de três litros. Assegurar que os volumes finais dos sedimentos, da solução tampão do meio basal e dos ácidos gordos voláteis são iguais ao volume de trabalho final do reactor.

Preparar uma solução-mãe de meio basal contendo cloreto de fosfato, azoto, sais de magnésio, metais vestigiais e vitaminas com uma solução tampão de bicarbonato, tendo em conta o volume de trabalho do reactor. Em seguida, prepare uma solução de talo de ácidos graxos voláteis composta de acetato, propionato e butirato. Em uma demanda química de oxigênio de 2,5 para um para um ou proporção de DQO, a concentração final de DQO no reator deve ser de 2,7 gramas por litro.

Finalmente, prepare uma solução de estoque de sulfato de sódio em uma concentração apropriada para fornecer ao reator uma concentração final de 4.000 miligramas por litro do íon sulfato. Uma vez preparadas as soluções, coloque os sedimentos no reator misturados com uma porção do meio basal para garantir que cheguem ao fundo do reator. Misturar o resto do meio basal e da solução tampão com a solução de ácidos gordos voláteis e a solução de sulfato.

Certifique-se de que a solução de ácidos graxos voláteis seja despejada no líquido. Em seguida, adicione as soluções combinadas ao reator. Defina as conexões e tubulações do reator para a bomba de reciclagem.

Em seguida, defina a taxa de fluxo de reciclagem em 60 mililitros por minuto. Defina o biorreator na câmara de temperatura para 34 graus Celsius regularmente. Verifique se as variações de temperatura são pequenas.

Por fim, defina as conexões para a coluna de deslocamento de gás. Após uma semana de incubação, pegue uma amostra de cinco a sete mililitros do líquido para realizar análises de teor de sulfato e sulfeto de DQO e pH. Seguindo os métodos padrão, analise o sulfeto no líquido usando o método do azul de metileno.

Primeiro colocar cinco mililitros de uma solução de acetato de zinco em um balão volumétrico de 25 mililitros. E adicione rapidamente 200 microlitros da amostra à solução de acetato de zinco. Em seguida, adicione 2,5 mililitros de uma solução de DMP e 125 microlitros de uma solução de sulfato de amônio e três ferros.

Completar os 25 mililitros do balão volumétrico com água destilada. Aguarde 30 minutos para que a reação ocorra para que a cor azul se estabilize. Quando a reação estiver concluída, espere pelo menos 15 minutos, mas não mais do que 60 minutos.

Para testar as amostras no espectrofotômetro, realizar a leitura da solução azul final no espectrofotômetro em um comprimento de onda de 670 nanômetros. Quantificar o sulfato como sulfato de bário usando um método turbométrico. Primeiro colocar cinco mililitros de uma solução de condicionamento em um balão volumétrico de 25 mililitros.

Em seguida, adicione um mililitro da amostra previamente centrifugada a 11.320 vezes G.Complete os 25 mililitros do balão volumétrico com água destilada e adicione um grama de cloreto de bário. Misturar a solução durante um minuto num vórtice. Aguarde quatro minutos para que o sulfato de bário se forme e leia a amostra em um espectrofotômetro no comprimento de onda de 420 nanômetros.

Para se preparar para a determinação da DQO, centrifugue bem a amostra para remover o sulfeto restante que possa interferir na determinação da DQO. Após centrifugação, adicionar dois mililitros da amostra a um frasco de reacção do kit de determinação de CQO. Feche o frasco e homogeneize a mistura por agitação suave.

Prepare um branco adicionando dois mililitros de água destilada a outro frasco de reação e homogeneize a mistura. Coloque os frascos no reator de digestão a 150 graus Celsius por duas horas. Em seguida, remova os frascos e deixe-os esfriar no escuro.

Fazer as leituras dos frascos no espectrofotômetro em um comprimento de onda de 620 nanômetros. Em seguida, obtenha o volume de gás da coluna de deslocamento de gás. Depois que o sulfato for consumido, forneça nutrientes frescos, médios e novos para cada lote.

Como feito antes, quando o consumo de sulfato é superior a 80% em menos de 24 horas, e isso ocorre por mais de uma semana, mude a operação do reator para o modo contínuo para o modo contínuo. Defina o tempo de retenção hidráulica ou HRT para 24 horas ajustando o fluxo na bomba e mantenha a concentração de sulfato em quatro gramas por litro e a DQO em 10 gramas por litro em um determinado dia. Pare o reator após um ciclo de TRH e forneça nutrientes frescos, médios e novos para cada lote, como feito anteriormente, usando uma concentração de DQO de 10 gramas por litro.

Uma vez que o biorreator é alimentado, pegue amostras de cinco a sete mililitros do líquido e realize análises de sulfato de COD, sulfeto e pH a cada hora. Além disso, registre o volume de gás produzido para o teste TCE. Preparar uma solução-mãe de TCE tendo em conta que a concentração final deste composto na fase líquida do bioreactor deve ser de 300 micromolares.

Considere a partição do composto para o headspace usando a constante adimensional da lei de Henry para TCE a 34 graus Celsius. Em seguida, prepara curvas padrão no cromatógrafo gasoso para cada um dos compostos a serem analisados usando os métodos referenciados no protocolo de texto em um determinado dia. Pare o reator após um ciclo de TRH e forneça nutrientes frescos, médios e novos para cada lote, como feito anteriormente, usando uma concentração de DQO de 10 gramas por litro.

Uma vez que o biorreator é alimentado, adicione o TCE diretamente ao líquido no biorreator a partir da solução estoque. A concentração final de TCE na fase líquida do biorreator deve ser de 300 micromolares. Defina a TRH para 12 horas no final de um ciclo de TRH.

Colete amostras do líquido e realize análises para sulfato e sulfeto de DQO. Colher também amostras do headspace e realizar análises no cromatógrafo de fase gasosa. Um comportamento típico da redução de sulfato no biorreator é mostrado aqui.

É importante notar que durante as primeiras semanas de operação a redução do sulfato será lenta. Os diferentes períodos indicam que a redução do sulfato foi aumentando sua taxa ao longo do tempo até que 4.000 miligramas por litro de sulfato foram consumidos em menos de 24 horas. Em seguida, o reator estava operando em regime contínuo.

O desenvolvimento do lodo é mostrado nos resultados representativos do reator na redução de sulfato. A concentração de sulfeto, o consumo de DQO e as variações de pH ao longo do tempo são mostrados aqui. Esses resultados foram obtidos em experimentos realizados após o biorreator estar em regime contínuo por várias semanas.

Para o experimento em que o lodo foi testado quanto à capacidade de reduzir o TCE, os resultados obtidos são mostrados aqui. A atividade redutora de sulfato obtida foi ligeiramente inferior à obtida antes da edição do TCE. O cromatógrafo gasoso revelou que aproximadamente 80% do TCE foi reduzido a et sulfato de Ethan, bactérias redutoras, bactérias fermentadoras e bactérias deshalogenantes foram identificadas no lodo desenvolvido usando este protocolo.

Os gêneros de bactérias como sulfa vibrio de sulfa, microbial des sulfide bacterium, clostridium deha backer e SUL fossum têm sido relacionados à redução de sulfato e biodegradação de compostos clorados Uma vez dominada, esta técnica pode ser feita de maneira semelhante com diferentes sedimentos marinhos se for realizada corretamente. O período de tempo para que esta loja se desenvolva pode depender da fonte dos sedimentos durante a realização deste procedimento. Lembre-se de que a coisa mais importante a fazer é verificar periodicamente o balanço de massa do sulfato e sulfato de COD.

Quanto mais ativo for o lodge obtido, maior a possibilidade de utilizá-lo para a redução do TCE e, eventualmente, para a degradação de qualquer outro composto tóxico que possa ser degradado em condições redutoras de sulfato. Depois de assistir a este vídeo, você deve ter um bom entendimento sobre como desenvolver Genics Lodge a partir de sedimentos marinhos em um reator USB e avaliar seu desempenho na redução de TC. Você deve entender como inocular o reator, como acompanhar a reação de redução ao longo do tempo e como realizar um teste de redução de TCE Seguindo este procedimento.

Outros métodos, como o sequenciamento de período de análise de outros genes, podem ser realizados para responder a perguntas adicionais, como quantas bactérias temos por geral ou como o consórcio pode degradar o ambiente fotogênico do TCE Insul.