Prospecção de bactérias degradadoras de petróleo e avaliação de potenciais estratégias de biorremediação para a degradação de hidrocarbonetos na Ilha da Trindade

Abstract

Este estudo teve como objetivos prospectar bactérias capazes de utilizar hidrocarbonetos do petróleo como fonte de carbono e energia, analisar a estrutura e dinâmica da comunidade microbiana que coloniza o petróleo após sua exposição no mar utilizando dados de T­RFLP multiplex, assim como simular e analisar a eficiência de diferentes estratégias de biorremediação de petróleo no litoral da Ilha da Trindade Brasil. Para tanto, foi montado um experimento à aproximadamente 100 m da praia das Tartatugas na Ilha da Trindade, onde uma haste de alumínio de 1,5 m de comprimento, contendo 20 cupons de acrílico (4 cm x 3cm) com uma delgada camada de petróleo em sua superfície, foi presa a uma bóia fixa e permaneceu no local por 60 dias. Ao longo desse período, foram realizadas coletas em triplicata para posterior extração do DNA dos biofilmes formados sobre a camada de petróleo nas placas. Após os 60 dias, as últimas cinco placas foram coletadas para o isolamento em meios de enriquecimento para a obtenção de colônias capazes de utilizar hidrocarbonetos como fonte de carbono. O DNA extraído dos biofilmes foi utilizado em PCR multiplex para a detecção de Bacteria, Archaea e fungos e posterior análise de índices de diversidade. Água coletada no litoral da Ilha da Trindade foi utilizada em um experimento simulando diferentes estratégias de biorremediação: atenuação natural, bioestimulação, bioaumentação e o conjunto das duas últimas. Nas simulações, foram utilizados nutrientes, uma bactéria isolada do próprio ambiente como inóculo (Rhodococcus rhodochrous), biossurfactante e petróleo previamente aquecido a 210 °C para remoção dos compostos voláteis. Foram obtidos 15 isolados capazes de crescer em meios contendo hidrocarbonetos. A estrutura da comunidade microbiana foi avaliada com base nos índices de Shannon­Weaver (H ), dominância de Simpson (D) e riqueza de Margalef (R). O domínio Bacteria mostrou ser o mais diverso durante a colonização do óleo. Foram observadas flutuações significativas na composição da comunidade microbiana aderida ao petróleo no experimento in situ durante os primeiros 30 dias de exposição do petróleo no mar. A adição de nutrientes e de biossurfactante promoveu aumento significativo da biodegradação do petróleo. O tratamento que forneceu a melhor resposta foi aquele em que foram adicionados nutrientes, inóculo e biossurfactante. Conclui­se que a bioestimulação com nutrientes e biossurfactantes, além da bioaumentação com um isolado autóctone, são estratégias de biorremediação recomendadas em caso de acidentes envolvendo derramamentos de petróleo na região litorânea da Ilha da Trindade.

This study aimed the prospection of bacteria capable of using petroleum hydrocarbons as their source of carbon and energy, and the analysis of the structure and dynamics of the microbial community that colonizes the oil after its scattering in the sea. We used data from T-RFLP multiplex, and simulate and analyze the efficiency of different petroleum bioremediation strategies by Trindade Island s shoreline. For these analyses, an experiment was settled 100 meters away from Turtles Beach, an aluminum rod, measuring 1.5 meters containing 20 acrylic slabs (4 x 3 cm) with a thin petroleum layer over them, was stuck to a fixed float and rested there for 60 days. During this time, triplicates for a posterior extraction of DNA present in the biofilms formed over the oil layer were made. Passed the 60 days, the last 5 slabs were collected with the purpose of isolation in enrichment media, thus, colonies capable of using hydrocarbons as carbon source could be obtained. The biofilm DNA was used in PCR multiplex for the detection of Bacteria, Archaea and fungi and a posterior diversity analysis. Water from the island s shoreline was used in an experiment that simulates different bioremediation strategies: natural attenuation, bioestimulation, bioaugmentation and the mutual use of the last two strategies. The simulation in this experiment was conducted using nutrients, a bacteria previously isolated from the environment Rhodococcus rhodochrous, biosurfactant and crude oil, previously heated up to 210 oC for the elimination of the more volatile compounds. Fifteen isolates capable of growing in media containing hydrocarbon were isolated. The microbial community structure was studied based on Shannon-Weaver's index (H ), Simpson's dominance (D) and Margalef's richness (R). The Bacteria domain showed to be most diversified during the oil colonization. The composition of the microbial community over the oil showed some variation in the in situ experiment during the first 30 days of sea exposition. The addition of nutrients and a biosurfactant generated significant raise in the oil degradation. The treatment that provided the best solution was the one with nutrients, biosurfactant and the inoculum. In conclusion, the biostimulation with nutrients and biosurfactants, along with bioaugmentation with an autochthonous isolated, are recommended bioremediation strategies in case of accidents with oil spills by Trindade Island's coast.