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Title: Estudo da biodegradação de éter-aminas utilizadas na flotação do minério de ferro.
Authors: Cavallieri, Heloísa Cristina França
metadata.dc.contributor.advisor: Carvalho, Cornélio de Freitas
Keywords: Flotação
Cinética
Bacillus Amyloliquefasciens
Issue Date: 2011
Publisher: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental. PROÁGUA, Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós Graduação, Universidade Federal de Ouro Preto.
Citation: CAVALLIERI, H. C. F. Estudo da biodegradação de éter-aminas utilizadas na flotação do minério de ferro. 2011. 201 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Ambiental) – Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2011.
Abstract: As éter-aminas são os coletores orgânicos mais utilizados na flotação do minério de ferro e estão presentes no rejeito depositado nas barragens. Estas aminas podem ser biodegradadas em poucos dias após chegarem às barragens e utilizadas como fonte de carbono e nitrogênio para o metabolismo microbiano. A biodegradação é intensificada pela presença do minério de ferro, o qual provavelmente fornece elementos essenciais para a sobrevivência destes seres vivos. Este trabalho teve como objetivo isolar e identificar culturas bacterianas a partir dos rejeitos contendo aminas bem como investigar a capacidade de degradação das éter-aminas pelas bactérias isoladas e da bactéria Serratia marcescens, previamente identificada na barragem de rejeitos. Além disso, realizou-se a comparação da diversidade bacteriana nas duas amostras pela técnica PCR-DGGE. De acordo com os resultados obtidos, os testes de biodegradação das éter-aminas, na presença de minério de ferro e em meios de cultura diferentes, caldo nutriente e Bromfield modificado, pela S. marcescens, não apresentaram perfil de degradação, sugerindo que essa bactéria pode estar presente na barragem de rejeito, mas que não atua sozinha no processo de degradação dos coletores. Das amostras brutas de rejeito composto da flotação e da barragem de rejeitos foram obtidos 22 isolados, todos caracterizados como bacilos retos, Gram-positivos e formadores de esporos. A comparação filogenética da sequência do DNAr 16S do isolado K revelou alta similaridade com as espécies Bacillus amyloliquefasciens e Bacillus subtilis. A utilização da técnica de PCR-DGGE permitiu observar que a amostra da barragem de rejeitos possui uma menor diversidade, comparada à amostra do rejeito composto do processo de flotação, porém nesta verificou-se a presença do isolado K, indicando uma participação considerável desta bactéria na comunidade bacteriana predominante nesta amostra. Os testes de degradação das aminas utilizando os isolados bacterianos apresentaram resultados com baixos perfis de degradação (em torno de 20-25%), sendo que para alguns não houve consumo do coletor. No entanto, na presença conjunta de todos os isolados a degradação das éter-aminas apresentou maior taxa (62%), indicando que as espécies obtidas atuam em conjunto no consumo desse coletor. O isolado K, que apresentou maior taxa de degradação, e todas as linhagens juntas, foram utilizados para a realização do testes de cinética de degradação em diferentes concentrações de insumo, temperaturas e volume de inóculo. Pode-se observar que à temperatura de 45°C não ocorreu consumo de substrato e que à 25mg.L-1 , para o isolado K, também não houve degradação. A taxa de degradação foi maior na presença de maior volume de inóculo para o isolado K, mas não sofreu alterações quando estes estiveram em conjunto. Foram testados os modelos de Monod, primeira e segunda ordens para traduzir a cinética de degradação e o modelo de primeira ordem se mostrou mais adequado.
metadata.dc.description.abstracten: The ether-amines are the most widely used organic collectors in the flotation of iron ore and are present in the waste deposited in the dams. These amines can be biodegraded within a few days after reaching the dams and are used with source of carbon and nitrogen for microbial metabolism. Biodegradation is enhanced by the presence of iron ore, which probably provides the essential elements for the survival of these living beings. This study aimed to isolate and identify bacterial cultures from the tailings containing amines as well as conduct experiments to investigate the ability of degradation of ether-amines by isolated bacteria and the bacterium Serratia marcescens, previously identified in the tailings dam. In addition there is the comparison of bacterial diversity in the two samples by PCR- DGGE. According to the results obtained, the biodegradation tests of biodegradation of ether-amines, in the presence of iron ore and in different culture media, nutrient broth and Bromfield modified by S. marcescens, showed no degradation profile, suggesting that this bacterium can be present in the tailings dam, but that does not act alone in the degradation process of collectors. From raw samples of flotation tailings and composite tailings dam were obtained 22 isolated, all characterized as straight rods, Gram-positive and spore forming. The phylogenetic comparison of 16S rDNA sequence of strain K showed high similarity with the species Bacillus amyloliquefasciens and Bacillus subtilis. The use of PCR-DGGE allowed to observe that the sample from the tailings dam has a lower diversity, compared to the sample of composite tailings from the flotation process, however in this was verified the presence of strain K, indicating a considerable share of this predominant bacterial community isolated in this sample. Degradation tests of amines with the bacterial isolated showed results with low degradation profiles (around 20-25%), and for some there was no consumption of the collector. However, in the joint presence of all isolated the degradation of ether-amines showed higher degradation (62%), indicating that the species obtained act together to degrade. The strain K, which had the highest rate of degradation, and all strains together, were used to perform the tests decay kinetics at different concentrations of input, temperature and inoculum volume. It can be observed that at the temperature of 45°C substrate consumption did not occur and that at the 25mg.L-1 , for strain K, there was also no degradation. The degradation rate was higher in the presence of higher inoculum volume for strain K, but did not change when they were together. The models of Monod, first and second order were tested to translate the degradation process and the first order model was more appropriate.
URI: http://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/2211
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