Análise metagenômica da comunidade de Bacteria e Archaea do esgoto bruto, de reatores UASB e dos efluentes das etapas de pós-tratamento da estação de tratamento de esgoto Arrudas, Belo Horizonte-MG

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2017
Autor(a) principal: Diego Dias Fassarela Marquioli lattes
Orientador(a): Luiz de Macêdo Farias lattes
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de Minas Gerais
Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Microbiologia
Departamento: ICB - DEPARTAMENTO DE MICROBIOLOGIA
País: Brasil
Palavras-chave em Português:
Reator UASB
Metagenômica
Sequenciamento de rDNA 16S
Tratamento de esgoto
Link de acesso: http://hdl.handle.net/1843/39295
Resumo: A utilização da água doce requer cuidados, tanto para sua obtenção como para seu descarte. O aumento da geração de esgoto, principalmente nos centros urbanos, requer a implantação de sistemas que impeçam a disseminação de doenças. As estações de tratamento de esgoto (ETEs) aceleram a depuração do esgoto e os reatores UASB apresentam vantagens para as regiões tropicais. No entanto, ainda são necessários sistemas de pós-tratamento para que o efluente possa, com segurança, ser dirigido aos corpos hídricos receptores. O desconhecimento da dinâmica das comunidades de Bacteria e Archaea, responsáveis pelo metabolismo da matéria orgânica nestes reatores e nas etapas de pós-tratamento e possíveis contaminantes presentes no esgoto, motivou a realização desse estudo. Quarenta amostras de efluentes foram coletadas, em dois períodos sazonais, em pontos estratégicos dos sistemas de tratamento de esgoto em escala de demonstração da ETE Arrudas (BH/MG). Sequenciamento de nova geração da região V4 do rDNA 16S foi empregado e as sequências foram comparadas com o banco de dados Silva v.123, utilizando o programa Mothur. Após agrupamento em unidades taxonômicas operacionais, considerando 97% de similaridade genética, os dados foram processados (programa R). A abundância relativa de Archaea decresceu à medida que o efluente ascendeu nos reatores, enquanto Bacteria predominou nas comunidades analisadas. Proteobacteria (43%), Bacteroidetes (15%), Firmicutes (13%) e Euryarchaeota (6%) foram os filos mais abundantes. Apenas associação entre nitrato e diversidade (Shannon) foi observada. Entre os patógenos de transmissão fecal-oral, destacou-se Arcobacter. Resultados preocupantes relativos à eficiência dos sistemas de tratamento de esgoto avaliados foram obtidos.
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O desconhecimento da dinâmica das comunidades de Bacteria e Archaea, responsáveis pelo metabolismo da matéria orgânica nestes reatores e nas etapas de pós-tratamento e possíveis contaminantes presentes no esgoto, motivou a realização desse estudo. Quarenta amostras de efluentes foram coletadas, em dois períodos sazonais, em pontos estratégicos dos sistemas de tratamento de esgoto em escala de demonstração da ETE Arrudas (BH/MG). Sequenciamento de nova geração da região V4 do rDNA 16S foi empregado e as sequências foram comparadas com o banco de dados Silva v.123, utilizando o programa Mothur. Após agrupamento em unidades taxonômicas operacionais, considerando 97% de similaridade genética, os dados foram processados (programa R). A abundância relativa de Archaea decresceu à medida que o efluente ascendeu nos reatores, enquanto Bacteria predominou nas comunidades analisadas. Proteobacteria (43%), Bacteroidetes (15%), Firmicutes (13%) e Euryarchaeota (6%) foram os filos mais abundantes. Apenas associação entre nitrato e diversidade (Shannon) foi observada. Entre os patógenos de transmissão fecal-oral, destacou-se Arcobacter. Resultados preocupantes relativos à eficiência dos sistemas de tratamento de esgoto avaliados foram obtidos.The water is obtained for human use mainly from rivers and lakes, and after this returns polluted to receptor water bodies becoming a potential source of pathogens. With the increase of population density in urban centers, measures to optimize the sewage treatment have become a priority. Wastewater treatment plants (WWTPs) accelerate the clearance of sewage and UASB reactors are regarded as adequate presenting low cost and easy operation. However posttreatment systems are still required in order to safely direct the effluent to receptor water bodies. The dynamics of bacterial communities responsible for metabolizing organic matter inside these reactors are poorly understood. This study aimed to analyze the profile of the bacterial community associated with sewage before and after treatment using metagenomics. Forty effluent samples were collected at strategic locations of demonstration scale sewage treatment systems of the Arrudas WWTP, BH/MG. New generation sequencing based on hypervariable regions of 16S rDNA was used and the evaluation of microbial communities was conducted through comparison with the Silva v.123 database by employing the MOTHUR software. After grouping as operational taxonomic units (97% similarity) data was processed (R software). The relative abundance of Archaea diminished in the superior portions of UASB reactors and Bacteria prevailed in all analyzed communities. Proteobacteria (43%), Bacteroidetes (15%), Firmicutes (13%), and Euryarchaeota (6%) were the most abundant phyla. Only association was between nitrate and diversity (Shannon) was detected. Among fecal-oral transmissible pathogens Arcobacter should be highlighted. Our data raised some concern regarding the efficacy of the wastewater treatments evaluated.CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e TecnológicoFAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas GeraisCAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorOutra AgênciaporUniversidade Federal de Minas GeraisPrograma de Pós-Graduação em MicrobiologiaUFMGBrasilICB - DEPARTAMENTO DE MICROBIOLOGIAhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/pt/info:eu-repo/semantics/openAccessMicrobiologiaMetagenômicaEstações de tratamento de águas residuáriasReator UASBMetagenômicaSequenciamento de rDNA 16STratamento de esgotoAnálise metagenômica da comunidade de Bacteria e Archaea do esgoto bruto, de reatores UASB e dos efluentes das etapas de pós-tratamento da estação de tratamento de esgoto Arrudas, Belo Horizonte-MGinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisreponame:Repositório Institucional da UFMGinstname:Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)instacron:UFMGORIGINALMARQUIOLI, D.D.F., et al., 2017 - Dissertação (Mestrado).pdfMARQUIOLI, D.D.F., et al., 2017 - Dissertação (Mestrado).pdfapplication/pdf3297217https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/39295/1/MARQUIOLI%2c%20D.D.F.%2c%20et%20al.%2c%202017%20-%20Disserta%c3%a7%c3%a3o%20%28Mestrado%29.pdfe315a8841c23ee91e8c7a163c5d0a833MD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/39295/2/license_rdfcfd6801dba008cb6adbd9838b81582abMD52LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-82118https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/39295/3/license.txtcda590c95a0b51b4d15f60c9642ca272MD531843/392952022-02-07 16:12:13.354oai:repositorio.ufmg.br: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ório de PublicaçõesPUBhttps://repositorio.ufmg.br/oaiopendoar:2022-02-07T19:12:13Repositório Institucional da UFMG - Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)false
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