Diversidade microbiana envolvida nos fluxos de gases de efeito estufa em reservatórios urbanos tropicais
Data
2020-08-19
Autores
Pierangeli, Gabrielle Maria Fonseca 
Orientadores
Gregoracci, Gustavo Bueno
Tipo
Dissertação de mestrado
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Resumo
Methane (CH4) and carbon dioxide (CO2) are greenhouse gases (GHG) responsible for global climate changes and can be produced through organic matter decomposition. Several studies show that freshwater reservoirs can emit both CH4 e CO2, being the microbial metabolic activities one of the main responsible for production and consumption of these gases in these environments. Habitat characteristics influence on communities, interactions between microorganisms and, consequently, in the dynamics gas flows. The aim of this study was to analyze the communities of archaea and bacteria in sediments of three tropical urban reservoirs, in Metropolitan Region of São Paulo, Brazil, to evaluate the microbial potential to produce and/or consume CH4 and CO2 in these environments. Along the seasons, between March 2018 and January 2019, were sampled the sediment, the bottom water and the gases in air-water interface, in 4 sites in Billings reservoir, 3 sites in Rio Grande and 4 sites in Guarapiranga. The DNA from sediment was extracted, amplified to 16S gene, sequenced and processed with bioinfomatics. The statistical Kruskal-Wallis and Scott- Knott tests were performed to evaluate the influence of several limnological variables from sediment and bottom water on microbiota and CO2 and CH4 flows in water-air interface. The micro-organisms were then correlated with gas flows and limnological variables. The microbiota presented slight tendency to spatial variation, which was not show determined only by limnological variables analyzed. In reservoirs, there are potential to CH4 oxidation coupled to sulfato, nitrate, nitrite or Fe(III) reduction, which can reduce the flow of this gas to atmosphere and toxicity of these compounds. The greater methanogens abundance did not promote the greater CH4 flows, but the fermenter community was determinant for both CH4 and CO2 flows. The microorganisms correlated with the GHG flows also correlated with limnological variables that characterize anthropogenic pollution by domestic sewage discharge, showing that sanitation approaches can help to mitigate gas flows through reservoirs.
O metano (CH4) e o dióxido de carbono (CO2) são gases de efeito estufa (GEE) responsáveis por alterações climáticas globais e podem ser produzidos a partir da decomposição da matéria orgânica. Diversos estudos mostram que reservatórios de água doce podem emitir CH4 e CO2, sendo as atividades metabólicas microbianas uma das principais responsáveis pela produção ou consumo desses gases nesses ambientes. As características do habitat influenciam nas comunidades, nas interações entre os micro-organismos e, consequentemente, na dinâmica dos fluxos de gases. O objetivo do presente estudo foi analisar as comunidades de arqueias e bactérias nos sedimentos de três reservatórios urbanos tropicais da Região Metropolitana de São Paulo, Brasil, para avaliar o potencial da microbiota em produzir e/ou consumir CH4 e CO2 nesses ambientes. Ao longo das estações do ano, de Março de 2018 a Janeiro de 2019, foram amostrados o sedimento, a água de fundo e os gases da interface água-ar, em 4 locais do reservatório Billings, 3 locais do Rio Grande e 4 locais do Guarapiranga. O DNA do sedimento foi extraído, amplificado para o gene 16S, sequenciado e processado com bioinformática. Os testes estatísticos Kruskal-Wallis e Scott-Knott foram empregados para avaliar a influência de diversas variáveis limnológicas do sedimento e da água de fundo sobre a microbiota e os fluxos de CO2 e CH4 na interface água-ar. Os micro-organismos foram então correlacionados com os fluxos de gases e as variáveis limnológicas. A microbiota apresentou leve tendência a variação espacial, a qual não se mostrou determinada apenas pelas variáveis limnológicas analisadas. Nos reservatórios, há potencial de oxidação de CH4 acoplada a redução de sulfato, nitrato, nitrito ou Fe(III), o que pode reduzir os fluxos desse gás para a atmosfera e a toxicidade desses compostos. A maior abundância de metanogênicos não promoveu maiores fluxos de CH4, mas a comunidade fermentadora mostrou-se determinante para os fluxos tanto de CH4 quanto de CO2. Os micro-organismos correlacionados com os fluxos de GEE também se correlacionaram com variáveis limnológicas que caracterizam poluição antrópica por despejo de esgoto doméstico, evidenciando que medidas de saneamento podem ajudar a mitigar os fluxos de gases por reservatórios.
O metano (CH4) e o dióxido de carbono (CO2) são gases de efeito estufa (GEE) responsáveis por alterações climáticas globais e podem ser produzidos a partir da decomposição da matéria orgânica. Diversos estudos mostram que reservatórios de água doce podem emitir CH4 e CO2, sendo as atividades metabólicas microbianas uma das principais responsáveis pela produção ou consumo desses gases nesses ambientes. As características do habitat influenciam nas comunidades, nas interações entre os micro-organismos e, consequentemente, na dinâmica dos fluxos de gases. O objetivo do presente estudo foi analisar as comunidades de arqueias e bactérias nos sedimentos de três reservatórios urbanos tropicais da Região Metropolitana de São Paulo, Brasil, para avaliar o potencial da microbiota em produzir e/ou consumir CH4 e CO2 nesses ambientes. Ao longo das estações do ano, de Março de 2018 a Janeiro de 2019, foram amostrados o sedimento, a água de fundo e os gases da interface água-ar, em 4 locais do reservatório Billings, 3 locais do Rio Grande e 4 locais do Guarapiranga. O DNA do sedimento foi extraído, amplificado para o gene 16S, sequenciado e processado com bioinformática. Os testes estatísticos Kruskal-Wallis e Scott-Knott foram empregados para avaliar a influência de diversas variáveis limnológicas do sedimento e da água de fundo sobre a microbiota e os fluxos de CO2 e CH4 na interface água-ar. Os micro-organismos foram então correlacionados com os fluxos de gases e as variáveis limnológicas. A microbiota apresentou leve tendência a variação espacial, a qual não se mostrou determinada apenas pelas variáveis limnológicas analisadas. Nos reservatórios, há potencial de oxidação de CH4 acoplada a redução de sulfato, nitrato, nitrito ou Fe(III), o que pode reduzir os fluxos desse gás para a atmosfera e a toxicidade desses compostos. A maior abundância de metanogênicos não promoveu maiores fluxos de CH4, mas a comunidade fermentadora mostrou-se determinante para os fluxos tanto de CH4 quanto de CO2. Os micro-organismos correlacionados com os fluxos de GEE também se correlacionaram com variáveis limnológicas que caracterizam poluição antrópica por despejo de esgoto doméstico, evidenciando que medidas de saneamento podem ajudar a mitigar os fluxos de gases por reservatórios.