Publicação
Biodegradation of synthetic and biodegradable plastics by leachate microbiomes
| Resumo: | Nos últimos anos, várias estratégias têm sido desenvolvidas para colmatar a acumulação de plásticos no ambiente, como a descoberta de novos microrganismos e enzimas que consigam eficientemente biodegradar plásticos. Neste trabalho, as comunidades microbianas de lixiviado, em aerobiose e anaerobiose em condições termófilas, foram estudadas pela sua capacidade de biodegradar polímeros não-biodegradáveis (PE (polietileno) e PET (politereftalato de etileno)) e biodegradáveis (PCL (policaprolactona e PHB/PBAT (polihidroxibutirato/poli (butileno adipato-co-tereftalato)). Esta biodegradação também foi testada utilizando sedimento marinho como inóculo, em condições aeróbicas, metanogénicas e sulfato-redutores em temperaturas mesófilas. As experiências com lixiviado demonstraram uma biodegradação completa com PCL em pó, em condições anaeróbicas e aeróbicas (103 ± 18 % e 99 ± 6 %, respetivamente), observando-se, também, uma biodegradação completa para o PCL em filme em condições anaeróbias (100 ± 0,2%), e uma biodegradação de 28 a 100% em condições aeróbias. PHB/PBAT demonstrou uma biodegradação parcial (24 % ± 0,2 %) em anaerobiose. Contudo, não se observou uma produção de metano/consumo de oxigénio significativa para o PE e PET, resultando numa baixa biodegradação. Mesmo assim, um dos ensaios demonstrou uma biodegradação aparente de 5 ± 2%, ao fim de 180 dias. As comunidades microbianas dos ensaios com PCL demonstraram ser distintas e diversas. Coprothermobacter estava presente em grande abundância nos ensaios aeróbios e anaeróbios e poderá ter estado diretamente ligado à biodegradação de PCL. Methanothermobacter demonstrou ser o microrganismo metanogénico mais abundante (mais de 55 % abundância relativa), tendo um papel importante na conversão do PCL a metano. Nos estudos com sedimento marinho, o PCL demonstrou ser biodegradado em condições aeróbias e sulfato-redutoras, mas não em condições metanogénicas. Até ao momento, a comunidade microbiana de sedimento não demonstrou ter capacidade para biodegradar PE e PET Estes resultados demostram que lixiviado e sedimento marinho são potenciais fontes de microrganismos com a capacidade de biodegradar PCL, sendo necessário mais estudos para isolar e caracterizar estas comunidades microbianas. |
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| Autores principais: | Pires, Cristina Isabel Sousa |
| Assunto: | Biodegradação Comunidades microbianas Lixiviado Polímeros Sedimento marinho Biodegradation Leachate Marine sediment Microbial communities Polymers Engenharia e Tecnologia |
| Ano: | 2022 |
| País: | Portugal |
| Tipo de documento: | dissertação de mestrado |
| Tipo de acesso: | acesso aberto |
| Instituição associada: | Universidade do Minho |
| Idioma: | inglês |
| Origem: | RepositóriUM - Universidade do Minho |
| Resumo: | Nos últimos anos, várias estratégias têm sido desenvolvidas para colmatar a acumulação de plásticos no ambiente, como a descoberta de novos microrganismos e enzimas que consigam eficientemente biodegradar plásticos. Neste trabalho, as comunidades microbianas de lixiviado, em aerobiose e anaerobiose em condições termófilas, foram estudadas pela sua capacidade de biodegradar polímeros não-biodegradáveis (PE (polietileno) e PET (politereftalato de etileno)) e biodegradáveis (PCL (policaprolactona e PHB/PBAT (polihidroxibutirato/poli (butileno adipato-co-tereftalato)). Esta biodegradação também foi testada utilizando sedimento marinho como inóculo, em condições aeróbicas, metanogénicas e sulfato-redutores em temperaturas mesófilas. As experiências com lixiviado demonstraram uma biodegradação completa com PCL em pó, em condições anaeróbicas e aeróbicas (103 ± 18 % e 99 ± 6 %, respetivamente), observando-se, também, uma biodegradação completa para o PCL em filme em condições anaeróbias (100 ± 0,2%), e uma biodegradação de 28 a 100% em condições aeróbias. PHB/PBAT demonstrou uma biodegradação parcial (24 % ± 0,2 %) em anaerobiose. Contudo, não se observou uma produção de metano/consumo de oxigénio significativa para o PE e PET, resultando numa baixa biodegradação. Mesmo assim, um dos ensaios demonstrou uma biodegradação aparente de 5 ± 2%, ao fim de 180 dias. As comunidades microbianas dos ensaios com PCL demonstraram ser distintas e diversas. Coprothermobacter estava presente em grande abundância nos ensaios aeróbios e anaeróbios e poderá ter estado diretamente ligado à biodegradação de PCL. Methanothermobacter demonstrou ser o microrganismo metanogénico mais abundante (mais de 55 % abundância relativa), tendo um papel importante na conversão do PCL a metano. Nos estudos com sedimento marinho, o PCL demonstrou ser biodegradado em condições aeróbias e sulfato-redutoras, mas não em condições metanogénicas. Até ao momento, a comunidade microbiana de sedimento não demonstrou ter capacidade para biodegradar PE e PET Estes resultados demostram que lixiviado e sedimento marinho são potenciais fontes de microrganismos com a capacidade de biodegradar PCL, sendo necessário mais estudos para isolar e caracterizar estas comunidades microbianas. |
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