https://repositorio.ufba.br/handle/ri/41651
Tipo: | Dissertação |
Título: | O uso de fotoinativação como alternativa para o uso de biocidas e controle de consórcio de bactérias redutoras de sulfato em água produzida de campos de petróleo na bacia do recôncavo baiano |
Autor(es): | Santos, Gustavo Vital dos |
Primeiro Orientador: | Pinheiro, Luiz Antonio Barbosa |
metadata.dc.contributor.referee1: | Pinheiro, Antônio Luiz Barbosa |
metadata.dc.contributor.referee2: | Junior, Landulfo Silveira |
metadata.dc.contributor.referee3: | Crugeira, Pedro Jorge Louro |
Resumo: | A indústria de petróleo e gás enfrenta, anualmente, perdas significativas de equipamentos e degradação da qualidade dos produtos devido à presença de bactérias redutoras de sulfato (BRS), comuns em ambientes marinhos. Para mitigar esses impactos, a aplicação de biocidas é frequentemente empregada; no entanto, tais compostos podem interagir de maneira inesperada com o meio ambiente, afetar a biodiversidade, exigir aplicações contínuas — elevando os custos operacionais — e ainda promover a resistência e adaptação das BRS por meio de estresse à presença dos biocidas. Diante desse cenário, este estudo avaliou a aplicação da técnica de fotoinativação (FT) utilizando o sal duplo de cloreto de zinco de 1,9-dimetil-metileno azul (DMMB) como fotossensibilizador (FS). Foram testadas cinco diferentes concentrações de DMMB (0,050; 0,250; 0,500; 0,750; 1,0; 1,5 e 2,0 μg/mL) em combinação com luz Laser em exposições variadas (8,0; 10,0 12,0; 14,4 e 21,6J/cm²) em um consórcio de BRS, majoritariamente composto por bactérias Gram-negativas. Para o cultivo bacteriano, utilizou-se um meio de Postgate C modificado (sem sulfato ferroso), e a quantificação celular foi realizada em alíquotas de 100 μL do consórcio, analisadas em espectrofotômetro (λ = 600 nm), sob condições de ausência de oxigênio e luz, à temperatura ambiente. As análises estatísticas incluíram ANOVA de dois fatores e ANOVA com interação, avaliando separadamente e conjuntamente os efeitos do FS e da luz Laser na eficácia da FT. Os grupos tratados exclusivamente com DMMB apresentaram redução microbiana apenas em concentrações superiores a 1,0 μg/mL, enquanto concentrações inferiores e os grupos submetidos apenas ao Laser não demonstraram efeitos significativos — não redução microbiológica. A aplicação combinada da FT resultou em atividade antimicrobiana em todos os grupos, com taxas de inibição superiores a 50% (p <0,05) para concentrações de DMMB acima de 1,5 μg/mL. As análises de ANOVA indicaram que a eficácia da técnica depende significativamente da concentração de DMMB e da intensidade luminosa, com uma interação positiva entre ambos os fatores. Reduções microbianas de 70,6% (intervalo: 55,7–70,6%; média: 66,7%) foram observadas com 1,5 μg/mL de DMMB e 70,1% (intervalo: 65,0–70,1%; média: 68,2%) com 2,0 μg/mL, sob uma intensidade luminosa de 21,6 J/cm². Os resultados demonstram que a técnica de fotoinativação é uma alternativa promissora ao uso de biocidas na indústria de petróleo e gás, destacando-se por sua fácil aplicação, baixo potencial de indução de resistência bacteriana, segurança ambiental e compatibilidade com outras estratégias de controle populacional de BRS. Tendo um potencial de não desenvolver mecanismos de resistência bacteriana, o que estimula a formação de biofilme e dificulta o seu tratamento. |
Abstract: | The oil and gas industry annually faces significant equipment losses and product quality degradation due to the presence of sulfate-reducing bacteria (SRB), which are common in marine environments. To mitigate these impacts, biocides are frequently employed. However, these compounds can interact unpredictably with the environment, affect biodiversity, require continuous application—thereby increasing operational costs—and promote SRB resistance and adaptation through stress induced by the biocides. In this context, this study evaluated the application of the photoinactivation technique (PI) using the double salt of zinc chloride with 1,9-dimethylmethylene blue (DMMB) as a photosensitizer (PS). Five different concentrations of DMMB (0.050, 0.250, 0.500, 0.750, 1.0, 1.5, and 2.0 μg/mL) were tested in combination with Laser light under varying exposures (8.0, 10.0, 12.0, 14.4, and 21.6 J/cm²) on an SRB consortium predominantly composed of Gram-negative bacteria. For bacterial cultivation, a modified Postgate C medium (without ferrous sulfate) was used, and cell quantification was performed using 100 μL aliquots of the consortium analyzed with a spectrophotometer (λ = 600 nm) under anaerobic and light-free conditions at room temperature. Statistical analyses included two-way ANOVA and interaction ANOVA to evaluate the separate and combined effects of the PS and Laser light on PI efficacy. Groups treated exclusively with DMMB showed microbial reduction only at concentrations above 1.0 μg/mL, while lower concentrations and groups exposed solely to Laser light did not exhibit significant effects, showing no microbial reduction. The combined application of PI resulted in antimicrobial activity across all groups, with inhibition rates exceeding 50% (p <0.05) for DMMB concentrations above 1.5 μg/mL. ANOVA analyses indicated that the technique’s efficacy significantly depends on DMMB concentration and light intensity, with a positive interaction between these factors. Microbial reductions of 70.6% (range: 55.7–70.6%; mean: 66.7%) were observed with 1.5 μg/mL of DMMB, and 70.1% (range: 65.0–70.1%; mean: 68.2%) with 2.0 μg/mL under a light intensity of 21.6 J/cm². The results demonstrate that the photoinactivation technique is a promising alternative to biocides in the oil and gas industry, standing out for its ease of application, low potential to induce bacterial resistance, environmental safety, and compatibility with other strategies for controlling SRB populations. |
Palavras-chave: | Atividade antimicrobiana Biocidas Laser Fotoinativação BRS |
CNPq: | Biotecnologia Industrial Biofotônica Microbiologia Atividade antimicrobiana |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Editora / Evento / Instituição: | Universidade Federal da Bahia |
Sigla da Instituição: | UFBA |
metadata.dc.publisher.department: | Instituto de Ciências da Saúde - ICS |
metadata.dc.publisher.program: | Programa de Pós-graduação em Biotecnologia (PPGBiotec) |
Tipo de Acesso: | Acesso Aberto |
URI: | https://repositorio.ufba.br/handle/ri/41651 |
Data do documento: | 12-Fev-2025 |
Aparece nas coleções: | Dissertação (PPGBiotec) |
Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
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