Efeitos de biocidas comerciais sobre biofilmes de bactérias halotolerantes isoladas de água produzida de petróleo

Abstract

A água produzida (AP) na indústria de petróleo possui características típicas associadas às respectivas condições de armazenamento que possibilitam um ambiente favorável para o crescimento microbiano descontrolado. Bactérias halofílicas são frequentes nesse efluente e podem estar envolvidas na deterioração de equipamentos e na formação complexa de aglomerados microbianos (biofilme). Para tentar diminuir os danos causados pela presença de microrganismos, a indústria petrolífera utiliza métodos químicos e/ou físicos de controle em AP, sendo o uso de biocidas o mais frequente. Todavia, o emprego de biocidas costuma ocorrer sem monitoramento adequado, podendo estimular mecanismos de adaptação e resistência bacteriana. Considerando que o estilo de vida na forma de biofilme pode proporcionar às bactérias um aumento na resistência a antimicrobianos, em comparação às células de vida livre, o principal objetivo deste trabalho foi avaliar a capacidade de formação de biofilme por bactérias halofílicas isoladas de amostras de água produzida offshore na indústria petrolífera, assim como investigar o perfil de suscetibilidade dessas bactérias aos biocidas Glutaraldeído, sulfeto tetrakis (hidroximetil) fosfônio (THPS), 2,2-dibromo-3-nitrilopropionamida (DBNPA), cloreto de alquildimetilbenzilamônio (ADBAC), Bronopol e 3,3’-methylene bis (5-methyl oxazolidine) (MBO), bem como, comparar a eficácia desses biocidas em resposta aos biofilmes formados. Para o isolamento bacteriano, utilizou-se o meio de cultura Caldo Marinho e a identificação realizada por MALDI-TOF. A capacidade de formação de biofilmes e análise de respostas aos biocidas foram avaliadas por crescimento em microplacas de poliestireno associado à análise da concentração inibitória mínima (MIC) por microdiluição em caldo. Este estudo revelou um predomínio de bactérias halotolerantes, as quais demonstraram uma elevada capacidade de aderência em microplacas. Além disso, constatou-se a presença de espécies halotolerantes envolvidas na biocorrosão do aço carbono. A exposição aos biocidas revelou respostas distintas em relação à MBIC (Concentração inibitória mínima de biofilme), tanto entre as diferentes espécies isoladas quanto nos consórcios das amostras analisadas. Em geral, os biocidas Bronopol e ADBAC mostraram uma eficiência superior na eliminação dos isolados em forma de biofilme, comparados aos demais biocidas investigados. Foi observado um significativo aumento na MBIC sobre a MIC, refletindo a ampla tolerância dos isolados aos biocidas. As variações encontradas na MBIC entre as amostras destacam a necessidade de abordagens de monitoramento específicas.

The water produced (PW) in the oil industry has typical characteristics associated with its storage conditions that provide a favorable environment for uncontrolled microbial growth. Halophilic bacteria are frequent in this effluent and can be involved in the deterioration of equipment and the complex formation of microbial agglomerates (biofilm). In an attempt to reduce the damage caused by the presence of microorganisms, the oil industry uses chemical and/or physical control methods in PW, the most common of which is the use of biocides. However, the use of biocides often occurs without adequate monitoring and can encourage bacterial adaptation and resistance mechanisms. Considering that the biofilm lifestyle can provides bacteria with increased resistance to antimicrobials compared to cells that are free-living, the main objective of this work was to evaluate the biofilm-forming capacity of halophilic bacteria isolated from offshore produced water samples in the oil industry, and to investigate the susceptibility profile of these bacteria to the biocides Glutaraldehyde, tetrakis (hydroxymethyl) phosphonium sulfate (THPS), 2,2-Dibromo-3-nitrilopropionamide (DBNPA), alkyl dimethyl benzyl ammonium chlorides (ADBAC) Bronopol and and 3,3'-methylene bis[5-methyloxazolidine] (MBO), as well as to compare the effectiveness of these biocides in response to the biofilms formed. For the isolation bacterial, the Marine Broth culture medium was used and identification was carried out by MALDI-TOF. The ability to form biofilms and analysis of responses to biocides were evaluated by growth on polystyrene microplates associated with analysis of the minimum inhibitory concentration (MIC) by microdilution in broth. The present study revealed a predominance of halotolerant bacteria, which showed a high ability to adhere to microplates. In addition, the presence of halotolerant species involved in the biocorrosion of carbon steel was found. Exposure to the biocides revealed different responses in relation to minimum inhibitory biofilm concentration (MBIC), both among the different species isolated and in the consortia of samples analyzed. In general, the biocides Bronopol and ADBAC showed superior efficiency in eliminating isolates in biofilm form, compared to the other biocides investigated. A significant increase in MBIC over MIC was observed, reflecting the broad tolerance of the isolates to the biocides. The substantial variations found in MBIC between samples highlight the need for customized monitoring strategies.