Isolation and characterization of hydrocarbon-degrading bacteria from gas station leaking-contaminated groundwater in the Southern Amazon, Brazil / Isolamento e caracterização de bactérias degradadoras de hidrocarbonetos de água subterrânea contaminada por vazamentos em posto de combustível no sul da Amazônia, Brasil

Abstract Twenty-three hydrocarbon-degrading bacteria strains were isolated from gas station leaking-contaminated groundwater located in the Southern Amazon, Brazil. Based on hydrocarbon (diesel, hexadecane, benzene, toluene and xylene) degradation ability, two strains were selected for further study. The amplification and sequencing of the 16S rRNA gene showed that these two strains belonged to the genus Bacillus (Bacillus sp. L26 and Bacillus sp. L30). GC-MS analysis showed that strain L30 was the most effective in degrading n-alkane (C10-C27) from diesel after 7 days of cultivation in mineral medium. Both strains produced biosurfactants and showed emulsification activity, specially the strain L30. Alkane hydroxylase gene (group III), which is important for alkane biodegradation, was present in strains. As a result, this study indicated that these bacteria could have promising applications in hydrocarbon bioremediation.

Resumo Vinte e três linhagens bacterianas degradadoras de hidrocarbonetos foram isoladas de água subterrânea contaminada por vazamento em posto de combustível no sul da Amazônia, Brasil. Com base na habilidade de degradar hidrocarbonetos (diesel, hexadecano, benzeno, tolueno e xileno), duas linhagens foram selecionadas para estudos posteriores. A amplificação e sequenciamento do gene 16S rRNA demonstrou que essas linhagens pertencem ao gênero Bacillus (Bacillus sp. L26 and Bacillus sp. L30). Análises de GC-MS mostraram que a linhagem L30 foi mais eficiente em degradar n-alcanos (C10-C27) presentes no diesel, após 7 dias de cultivo em meio mineral. Ambas as linhagens produziram biossurfactantes e apresentaram atividade emulsificante, especialmente a linhagem L30. O gene alcano hidroxilase (grupo III), o qual é importante para degradação de alcanos, foram detectados nas linhagens. Como resultado, este estudo indicou que essas linhagens bacterianas podem ser promissoras se aplicadas em processos de biorremediação.

Isolation and characterization of hydrocarbon-degrading bacteria from gas station leaking-contaminated groundwater in the Southern Amazon, Brazil

Abstract Twenty-three hydrocarbon-degrading bacteria strains were isolated from gas station leaking-contaminated groundwater located in the Southern Amazon, Brazil. Based on hydrocarbon (diesel, hexadecane, benzene, toluene and xylene) degradation ability, two strains were selected for further study. The amplification and sequencing of the 16S rRNA gene showed that these two strains belonged to the genus Bacillus (Bacillus sp. L26 and Bacillus sp. L30). GC-MS analysis showed that strain L30 was the most effective in degrading n-alkane (C10-C27) from diesel after 7 days of cultivation in mineral medium. Both strains produced biosurfactants and showed emulsification activity, specially the strain L30. Alkane hydroxylase gene (group III), which is important for alkane biodegradation, was present in strains. As a result, this study indicated that these bacteria could have promising applications in hydrocarbon bioremediation.

Resumo Vinte e três linhagens bacterianas degradadoras de hidrocarbonetos foram isoladas de água subterrânea contaminada por vazamento em posto de combustível no sul da Amazônia, Brasil. Com base na habilidade de degradar hidrocarbonetos (diesel, hexadecano, benzeno, tolueno e xileno), duas linhagens foram selecionadas para estudos posteriores. A amplificação e sequenciamento do gene 16S rRNA demonstrou que essas linhagens pertencem ao gênero Bacillus (Bacillus sp. L26 and Bacillus sp. L30). Análises de GC-MS mostraram que a linhagem L30 foi mais eficiente em degradar n-alcanos (C10-C27) presentes no diesel, após 7 dias de cultivo em meio mineral. Ambas as linhagens produziram biossurfactantes e apresentaram atividade emulsificante, especialmente a linhagem L30. O gene alcano hidroxilase (grupo III), o qual é importante para degradação de alcanos, foram detectados nas linhagens. Como resultado, este estudo indicou que essas linhagens bacterianas podem ser promissoras se aplicadas em processos de biorremediação.

Comparing plastic syringes and disposable columns to extract n-alkanes in forage and concentrate feeds / Comparação de seringas plásticas e colunas descartáveis para extração de n-alcanos em forragens e concentrados

Saturated aliphatic hydrocarbons (n-alkanes) were extracted from feed, orts, and bovine fecal samples using disposable, plastic 5mL-syringes as an alternative material to disposable columns, which are normally used in the liquid-solid extraction phase of n-alkanes. For both methods, the n-alkane extracts (carbon chain length between 31 and 36 atoms) were identified using gas chromatography. The linear regression between methods were: 1) feces: column Alkane=2.63+0.92×syringeAlkane [r²=0.94, square root of the mean square error (RMSE)=13.7mg kg-1, n=30] from which the intercept and the slope did not simultaneously differ from zero and unity (P>0.05), respectively; 2) feeds: column Alkane=0.36+1.12×syringeAlkane (r²=0.85, RMSE=1.9mg kg-1, n=21) from which the intercept and the slope did not simultaneously differ from zero and unity (P>0.05), respectively; 3) orts: column Alkane=0.49+0.92×syringeAlkane (r²=0.98, RMSE=1.2mg kg-1, n=15) from which the intercept and the slope did not simultaneously differ from zero and unity (P>0.05), respectively. Materials with low concentration of n-alkanes may affect the values obtained in both methods. These results suggested that disposable plastic syringes might be a viable alternative to columns thus, reducing analytical costs.

N-alcanos foram extraídos de alimentos, sobras e fezes de bovinos com a utilização de seringas plásticas descartáveis de 5mL como um material alternativo às colunas descartáveis que são normalmente utilizadas para a fase de extração líquido-sólido. Para ambos os métodos, os n-alcanos (cadeias de carbono entre 31 e 36 átomos) foram identificados usando cromatografia gasosa. As regressões lineares entre métodos foram: 1) fezes: coluna Alcano=2,63+0,92×seringa Alcano [r²=0,94, raiz do quadrado médio do erro (RMSE)=13,7mg kg-1, n=30], em que o intercepto e o coeficiente angular não diferiram simultaneamente de zero e um (P>0,05), respectivamente; 2) alimentos: coluna Alcano=0,36+1,12×seringa Alcano (r²=0,85, RMSE=1,9mg kg-1, n=21), em que o intercepto e o coeficiente angular não diferiram simultaneamente de zero e um (P>0,05), respectivamente; 3) sobras: coluna Alcano=0,49+0,92×seringa Alcano (r²=0,98, RMSE=1,2mg kg-1, n=15), em que o intercepto e o coeficiente angular não diferiram simultaneamente de zero e um (P>0,05), respectivamente. Materiais com baixas concentrações de alcanos podem afetar os valores obtidos em ambos os métodos de extração. Esses resultados sugerem que as seringas plásticas descartáveis podem ser uma alternativa viável às colunas, reduzindo o custo analítico.