Remoção de biofilmes de Pseudomonas aeruginosa em superfícies de aço inox 304L empregando agentes químicos

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2015
Autor(a) principal: Pereira, Suleima Evelyn Bitati lattes
Orientador(a): Senna, Lilian Ferreira de lattes
Banca de defesa: Cesar, Deborah Vargas lattes, Sérvulo, Eliana Flávia Camporese lattes, Carvalho, Ladimir José de lattes
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade do Estado do Rio de Janeiro
Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química
Departamento: Centro de Tecnologia e Ciências::Instituto de Química
País: BR
Palavras-chave em Português:
Palavras-chave em Inglês:
Área do conhecimento CNPq:
Link de acesso: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/12069
Resumo: Biofilms are formed by sessile communities cells adhered to a surface and to each other, embedded in a matrix of extracellular polymeric substances (EPS). These substances are produced by the microorganisms in order to increase their survival in a specific environment. The growth and unwanted adherence of biofilms affect a wide variety of microbial habitats, such as medical devices, heat exchangers and distribution of potable water systems. In a bottled water industry, for example, bacteria can form biofilms on any surface that is in contact with water and may contaminate it through production of metabolites, causing unpleasant taste and odor to the water. Serious public health problems can still be generated if the biofilm detachment of the pipe, especially if it is composed of pathogenic micro-organisms. When grown on metal surfaces, another problem occurs because these biofilms can accelerate corrosion process by altering the lifetime of metallic materials. This work aims to investigate the formation of biofilms of Pseudomonas aeruginosa on surfaces of stainless steel 304L, used in the mineral water industry, and how to remove them from the metal surface by treatment with mixtures of oxidizing and surfactants / neutralizing chemical agents. It also also aims to analyze, by using electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and scanning electron microscopy (SEM), the electrochemical conditions and the morphology of the specimens before and after the application of chemical treatments. The contact times and concentrations of the chemical were arranged in the form order to obtain a response in terms of percentage removal of microorganism. The analysis were carried out by electrochemical impedance spectroscopy (EIS) in NaNO3 0.5 mol L-1 medium before and after the formation of biofilm, as well as after chemical treatment, in order to check the surface of the stainless steel under the mentioned conditons. There was a reduction in the number of viable cells of P. aeruginosa biofilm after applying the chemical treatment, under all conditions studied, with both tested mixtures (1 and 2), with significant influence of the studied parameters. The EIS results suggest that the interaction between the parameters and the components of the studied mixtures also influenced the electrochemical behavior of the surface. However, it was not possible to separately analyze the variables and find a direct relationship with the % removal of bacterial cells and the electrochemical results
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These substances are produced by the microorganisms in order to increase their survival in a specific environment. The growth and unwanted adherence of biofilms affect a wide variety of microbial habitats, such as medical devices, heat exchangers and distribution of potable water systems. In a bottled water industry, for example, bacteria can form biofilms on any surface that is in contact with water and may contaminate it through production of metabolites, causing unpleasant taste and odor to the water. Serious public health problems can still be generated if the biofilm detachment of the pipe, especially if it is composed of pathogenic micro-organisms. When grown on metal surfaces, another problem occurs because these biofilms can accelerate corrosion process by altering the lifetime of metallic materials. This work aims to investigate the formation of biofilms of Pseudomonas aeruginosa on surfaces of stainless steel 304L, used in the mineral water industry, and how to remove them from the metal surface by treatment with mixtures of oxidizing and surfactants / neutralizing chemical agents. It also also aims to analyze, by using electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and scanning electron microscopy (SEM), the electrochemical conditions and the morphology of the specimens before and after the application of chemical treatments. The contact times and concentrations of the chemical were arranged in the form order to obtain a response in terms of percentage removal of microorganism. The analysis were carried out by electrochemical impedance spectroscopy (EIS) in NaNO3 0.5 mol L-1 medium before and after the formation of biofilm, as well as after chemical treatment, in order to check the surface of the stainless steel under the mentioned conditons. There was a reduction in the number of viable cells of P. aeruginosa biofilm after applying the chemical treatment, under all conditions studied, with both tested mixtures (1 and 2), with significant influence of the studied parameters. The EIS results suggest that the interaction between the parameters and the components of the studied mixtures also influenced the electrochemical behavior of the surface. However, it was not possible to separately analyze the variables and find a direct relationship with the % removal of bacterial cells and the electrochemical resultsBiofilmes são formados por comunidades de células sésseis aderidas a uma superfície e entre si, embebidas por uma matriz de substâncias poliméricas extracelulares (SPE). Estas substâncias são produzidas pelos próprios micro-organismos com a finalidade de aumentar sua sobrevivência em um determinado meio. O crescimento e a adesão indesejada de biofilmes afetam uma grande diversidade de habitats microbianos, tais como instrumentos médicos, trocadores de calor e sistemas de distribuição de água potável. Em uma indústria de água mineral, por exemplo, as bactérias podem formar biofilmes em toda a superfície que está em contato com a água, podendo contaminá-la através da produção de metabólitos, causando sabor e odor desagradáveis. Sérios problemas de saúde pública podem ainda ser gerados se houver o desprendimento do biofilme da tubulação, principalmente se este for composto por micro-organismos patogênicos. Quando crescidos sobre superfícies metálicas, outro problema ocorre, pois estes biofilmes podem acelerar processos corrosivos, alterando o tempo de vida útil de materiais metálicos. Este trabalho tem como objetivo investigar a formação de biofilmes de Pseudomonas aeruginosa sobre superfícies de aço inox 304L, utilizado na indústria de água mineral, e como removê-los da superfície metálica, através de tratamentos com misturas de agentes químicos oxidantes e surfactantes/neutralizantes. Também pretende analisar, através do emprego da espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE) e de microscopia eletrônica de varredura (MEV), as condições eletroquímicas e a morfologia dos corpos de prova, antes e após a aplicação destes tratamentos químicos. Os tempos de contatos e as concentrações dos agentes químicos foram organizados como uma matriz de planejamento experimental 23 com ponto central, a fim de obter uma resposta em termos de percentual de remoção dos micro-organismos. As análises de espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE) foram realizadas em meio de NaNO3 0,5 mol. L-1, antes e depois da formação do biofilme, bem como após o tratamento químico, a fim de verificar o estado da superfície do aço inox nas condições mencionadas. Houve redução no número de células viáveis do biofilme de P. aeruginosa, após a aplicação do tratamento químico, em todas as condições estudadas com as misturas testadas (1 e 2), com influência significativa dos parâmetros estudados. Os resultados de EIE sugerem que a interação entre os parâmetros e os componentes das misturas estudadas influenciou também no comportamento eletroquímico da superfície. Contudo, não foi possível analisar isoladamente as variáveis e encontrar uma relação direta entre o % de remoção de células bacterianas e a condição eletroquímica da superfícieSubmitted by Boris Flegr (boris@uerj.br) on 2021-01-06T19:38:17Z No. of bitstreams: 1 Suleima Evelyn Bitati Pereira.pdf: 4597461 bytes, checksum: 6cca8b7027a8b19b8605909257bc6598 (MD5)Made available in DSpace on 2021-01-06T19:38:17Z (GMT). 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