Browsing by Author "Jorge, Ruben"
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- Comunidades bacterianas e resistência a antibióticos em água residual tratada e em água docePublication . Leão, Inês; Antunes, Jorge; Baptista, Inês; Jorge, Ruben; Marinheiro, Luís; Löblich, Stefan; Vaz-Moreira, Ivone; Manaia, Célia M.Considerando a necessidade de utilizar águas residuais tratadas para irrigação agrícola, e a baixa aceitação pública desta prática, neste estudo pretendeu-se investigar a evolução da água residual ao longo do tratamento e comparar com fontes de água doce, no que se refere a comunidade bacteriana e perfis de resistência a antibióticos. As amostras foram colhidas em 6 pontos de uma estação de tratamento de água residual (ETAR; efluente bruto, efluente secundário, efluente após filtros de areia e coagulante, efluente após radiação ultravioleta, e armazenamento), sistemas piloto de tratamento avançado (plasma não térmico – PNT, ultrafiltração – UF, UF+ osmose reversa – UF + OR) e de fontes de água doce (duas ribeiras e um furo de captação). As amostras foram analisadas relativamente a diferentes parâmetros de qualidade (carência química de oxigénio, carência bioquímica de oxigénio em 5 dias, sólidos suspensos totais, azoto e fósforo), Escherichia coli, genes de resistência a antibióticos e outros (PCR quantitativo), composição da região variável dos integrões de classe 1 (sequenciação, Oxford Nanopore), e composição da comunidade bacteriana com base no gene 16S rRNA (sequenciação, Illumina). O tratamento secundário reduziu a abundância de E. coli e dos genes analisados (~1 log-unidade/volume) e diminuiu a diversidade de genes de resistência a antibióticos integrados em integrões. Após filtros de areia e adição de coagulante a redução foi de ~1.5 log-unidade/volume, não se observando efeito após radiação ultravioleta. UF+OR foi o tratamento avançado mais eficaz. Comparando a evolução da água residual e de fontes de água doce é evidente o decréscimo de abundância relativa de membros das famílias Aeromonadaceae, Moraxellaceae, Campylobacteraceae, Lachnospiraceae e de abundância e diversidade de genes de resistência a antibióticos (n=32), e de elementos de recombinação genética (n=12) ao longo do tratamento. Contudo a água ultrafiltrada continha maior abundância de alguns genes e outros não detetados em água doce. Comparada com água doce, em que predominavam membros das famílias Comamonadaceae, Chitinophagaceae, e Flavobacteriaceae, a água tratada por UF apresentava uma baixa riqueza taxonómica (~4000 água doce vs. 1200 água UF unidades taxonómicas) e era dominada por membros das famílias Alcaligenaceae, Sphingomonadaceae, Chitinophagaceae e Microbacteriaceae. Embora o tratamento avançado tenha melhorado significativamente a qualidade da água residual tratada, o estudo sugere que os processos de tratamento devem ser ajustados ao uso final pretendido e sobretudo representar uma alternativa sustentável ao uso de fontes de água doce.
- Hydrogen sulfide biological oxidation by pure cultures of heterotrophic bacteriaPublication . Novo, Ana; Antunes, Filipa; Baptista, Inês; Jorge, Ruben; Saraiva, Isabel; Moreira, Irina S.; Castro, Paula M. L.Biogas is a mixture of gases produced during anaerobic treatment of sludge whose composition depends on the type of digested materials as well as on the operating conditions of bioreactor. This consists mainly of CH4 and CO2, but components such as H2S is of particular interest due to its corrosive, toxic and environmentally hazardous properties. Removal of H2S present in biogas can be achieved through physical and chemical processes, which are effective but produce secondary waste, which in turn gives rise to another problem of pollution. Biological treatment can be used to removing H2S using different species of microorganisms whose specific enzymes catalyze the biological oxidation of H2S, including photoautotrophic and chemotrophs organisms. This work aims to compare the biotechnological removal of H2S from biogas in aerobic conditions through heterotrophic microbial biomass and biocatalytic treatments. Heterotrophic microorganisms were isolated from microbial enrichments supplied with H2S streams from a wastewater treatment plant and were characterized based on their ability to grow in mineral medium with acetate as source of carbon. Isolates retrieved were mainly affiliated to the class of γ-proteobacteria with a strong prevalence of the genus Pseudomonas. Isolates A9, B9 and C1 all identified as Pseudomonas spp., revealed as the species with higher potential for H2S removal, growing at concentrations of H2S up to 16 mM. Total protein profiles were screened by SDS-PAGE for the three isolates, before and after the addition of H2S, with the aim of purifying enzyme fractions involved in the oxidation process.
- Studies on Hydrogen Sulfide Oxidase from Pseudomonas sp.Publication . Novo, Ana; Antunes, Filipa; Baptista, Inês; Jorge, Ruben; Saraiva, Isabel; Moreira, Irina S.; Castro, Paula M. L.
- Treating domestic wastewater towards freshwater quality: bacterial community and antibiotic resistance profiles highlight critical steps and improvement opportunitiesPublication . Leão, Inês; Antunes, Jorge; Baptista, Inês; Jorge, Ruben; Marinheiro, Luís; Löblich, Stefan; Vaz-Moreira, Ivone; Manaia, Célia M.Ideally, wastewater treatment aims to produce water indistinguishable from freshwater, especially for reuse. This study evaluated bacterial community and antibiotic resistance variations throughout treatment and benchmarked these with freshwater sources. Samples collected from six points of a full-scale wastewater treatment plant, pilot-scale advanced treatment options (non-thermal plasma - NTP, ultrafiltration - UF, UF followed by reverse osmosis- UF+RO), two rivers and a borehole were analyzed for quality parameters (BOD5, TSS, turbidity, Escherichia coli), antibiotic resistance genes (quantitative PCR), class 1 integron variable region composition (Oxford Nanopore sequencing), and bacterial community composition (16S rRNA Illumina sequencing). Secondary treatment followed by sand filters and coagulants caused the highest reduction (~2 log-unit/volume) of all analyzed parameters and the sharpest reduction of diversity of antibiotic resistance genes within class 1 integrons’ variable region. Ultraviolet disinfection triggered minimal bacterial or genes reduction, while among advanced treatments, UF+RO caused the highest, and NTP the lowest. Principal component analysis suggested significant associations between antibiotic resistance (n=32) and genetic recombination elements (n=12) and predominant bacterial families in raw wastewater (Aeromonadaceae, Moraxellaceae, Campylobacteraceae, Lachnospiraceae). For predominant freshwater families (Comamonadaceae, Chitinophagaceae, Flavobacteriaceae) no significant associations were observed. Freshwater differed from UF-treated water by a lower antibiotic resistance abundance, higher bacterial richness (~4000 vs.1200 operational taxonomic units) and distinct predominant families - Alcaligenaceae, Sphingomonadaceae, Chitinophagaceae, and Microbacteriaceae in UF water. The findings underscore the critical role of secondary/post-secondary treatments in shaping resistance and community profiles and suggest that advanced treatment should balance water quality with bacterial diversity preservation for sustainable reuse.