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Dissertação de Mestrado
DOI
https://doi.org/10.11606/D.75.2021.tde-02022022-130716
Documento
Autor
Nome completo
Lohany Idargo de Souza
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Carlos, 2021
Orientador
Banca examinadora
Porto, André Luiz Meleiro (Presidente)
Souza, Clovis Wesley Oliveira de
Vasconcellos, Suzan Pantaroto de
Título em português
Biodegradação e biorremediação ex situ do pesticida esfenvalerato mediado por microrganismos isolados do solo
Palavras-chave em português
biodegradação
biorremediação
esfenvalerato
microrganismos
solo
Resumo em português
O uso indiscriminado de defensivos agrícolas pode levar a contaminação do solo, do ar, da água e colocar em risco o ecossistema. A classe dos piretróides compõe um grupo de pesticidas que vem sendo bastante utilizado no mundo, mesmo apresentando poucos estudos relacionados ao seu acúmulo no meio ambiente e nos seres vivos. Sendo assim, este estudo teve como objetivo avaliar a degradação do esfenvalerato em meio líquido e em solo pela ação de microrganismos. Para isso foram isoladas 16 bactérias e 6 fungos de uma amostra composta de solo coletada a 20 cm de profundidade, os quais foram capazes de crescer em uma concentração inicial de 100 mg.L-1 do pesticida em meio de batata-dextrose-agar. Em seguida foram selecionados os microrganismos mais promissores para realizar os estudos de biodegradação. Os resultados foram analisados por Cromatografia Líquida de Alta Eficiência (HPLC). Os melhores isolados quanto à biodegradação do pesticida esfenvalerato foram a bactéria Cupriavidus sp. (QOB-B09) a qual sozinha degradou em média 85% da concentração inicial do pesticida (100 mg.L-1) em meio líquido de caldo nutriente (5 dias), o consórcio bacteriano composto pelos isolados QOB-B01, QOB-B02 Lysinibacillussp. (QOB-B03), Lysinibacillus sp. (QOB-B08), Cupriavidus sp. (QOB-B09), QOB-B10, Bacillus sp. (QOB-B14) e QOB-B15 atingiu uma média de 99% degradação da concentração inicial do pesticida (100 mg.L-1) em meio líquido caldo nutriente (5 dias) e 27% em solo (28 dias). O isolado fúngico QOB-F02 degradou em média 44% da concentração inicial do esfenvalerato (100 mg.L-1) em meio líquido de malte 2% (7 dias) e em solo degradou em média 21% do pesticida (28 dias). Os principais metabólitos foram identificados e analisados em um cromatógrafo a gás acoplado ao Espectrômetro de Massas (CG-EM). Foram encontrados os principais produtos de degradação do pesticida esfenvalerato o 3-fenoxibenzaldeído (PBald), o ácido 3-fenoxibenzoico (PBAc), o álcool 3 fenoxibenzílico (PBA) e o ácido 2-(4-clorofenil)-3-metilbutírico (CLAc). Os microrganismos degradaram concentrações diferentes do pesticida esfenvalerato com isso a seleção de microrganismos resistentes aliada aos estudos de biorremediação ex situ ajudou a compreender quais isolados poderiam ser usados como uma ferramenta na biorremediação dos problemas causados pelos impactos ambientais envolvendo esse xenobiótico.
Título em inglês
Biodegradation and ex situ bioremediation of the esfenvalerate pesticide mediated by microorganisms isolated from the soil
Palavras-chave em inglês
biodegradation
bioremediation
esfenvalerate
ground
microorganisms
Resumo em inglês
The indiscriminate use of pesticides can lead to contamination of soil, air, water and put the ecosystem at risk. The class of pyrethroids is part of a group of pesticides that has been widely used in the world, even with few studies related to their accumulation in the environment and in living beings. Therefore, this study aimed to evaluate the degradation of esfenvalerate in liquid and soil by the action of microorganisms. For this, 16 bacteria and 6 fungi were isolated from a sample composed of soil collected at 20 cm depth, which were able to grow at an initial concentration of 100 mg.L-1 of the pesticide in potato-dextrose-agar medium. Then, the most promising microorganisms were selected to carry out the biodegradation studies. The results were analyzed by High Performance Liquid Chromatography (HPLC). The best isolates for biodegradation of the esfenvalerate pesticide were the bacterium Cupriavidus sp. (QOB-B09) which alone degraded an average of 85% of the initial concentration of the pesticide (100 mg.L-1) in liquid medium of nutrient broth (5 days), the bacterial consortium composed of the isolates QOB-B01,QOB-B02 , Lysinibacillus sp. (QOB-B03), Lysinibacillus sp. (QOB-B08), Cupriavidussp. (QOB-B09), QOB-B10, Bacillus sp. (QOB-B14) and QOB-B15 reached an average of 99% degradation of the initial concentration of the pesticide (100 mg.L-1) in liquid broth nutrient (5 days) and 27% in soil (28 days). The fungal isolate QOB-F02 degraded an average of 44% of the initial concentration of esfenvalerate (100 mg.L-1) in 2% liquid malt medium (7 days) and in soil it degraded an average of 21% of the pesticide (28 days). The main metabolites were identified and analyzed in a gas chromatograph coupled to the Mass Spectrometer (CG-EM). The main degradation products of the esfenvalerate pesticide were found: 3 phenoxybenzaldehyde (PBald), 3-phenoxybenzoic acid (PBAc), 3-phenoxybenzyl alcohol (PBA) and 2- (4-chlorophenyl) -3-methylbutyric acid (CLAc). The microorganisms degraded different concentrations of the esfenvalerate pesticide, thus the selection of resistant microorganisms combined with ex situ bioremediation studies helped to understand which isolates could be used as a tool in the bioremediation of the problems caused by the environmental impacts involving this xenobiotic.
 
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Data de Publicação
2022-02-07
 
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