Accessing Planktothrix species diversity and associated toxins using quantitative real-time PCR in natural waters

Tese de Doutoramento em Biologia apresentada à Faculdade de Ciências da Universidade do Porto, 2015.

Risk assessment for public health from human interaction with ornamental waters

Water is essential to life; nevertheless ingestion of contaminated water could result in death caused by waterborne diseases such as cholera. Pathogens present in the water can cause diseases, other than those resulting from water ingestion, being registered an increase in the number of case reports in recent years. It is not clear if this increase is due either to a better case reporting system or to an increase in microorganism’s virulence. The generalized use of antibiotics in agriculture and animal farming contributed to their dissemination in the environment which promotes microorganism selection and emergence of resistant strains. This phenomenon can be enhanced by the ability of microorganism to persist within complex communities known as biofilms. In the present work we aim to characterize the microbial population present in ornamental waters and perform a risk assessment for public health resulting from human interaction with it.

Fungal Contamination of Sandpits from Recreational Parks and Schools: a Potential Risk for Human Health

Sandpits used by children are frequently visited by wild life which constitutes a source of fungal pathogens and allergenic fungi. This study aimed to take an unannounced snapshot of the urban levels of fungal contaminants in sands, using for this purpose two public recreational parks, three elementary schools and two kindergartens. All samples were from Lisbon and neighboring municipalities and were tested for fungi of clinical interest. Potentially pathogenic fungi were isolated from all samples besides one. Fusarium dimerum (32.4%) was found to be the dominant species in one park and Chrysonilia spp. in the other (46.6%). Fourteen different species and genera were detected and no dermatophytes were found. Of a total of 14 species and genera, the fungi most isolated from the samples of the elementary schools were Penicillium spp. (74%), Cladophialophora spp. (38%) and Cladosporium spp. (90%). Five dominant species and genera were isolated from the kindergartens. Penicillium spp. was the only genus isolated in one, though with remarkably high counts (32500 colony forming units per gram). In the other kindergarten Penicillium spp. were also the most abundant species, occupying 69% of all the fungi found. All of the samples exceeded the Maximum Recommended Value (MRV) for beach sand defined by Brandão et al. 2011, which are currently the only quantitative guidelines available for the same matrix. The fungi found confirm the potential risk of exposure of children to keratinophilic fungi and demonstrates that regular cleaning or replacing of sand needs to be implemented in order to minimize contamination.

Classic and new approaches to evaluate risk assessment for public health related to exposure to Halogenated Polycyclic Aromatic Hydrocarbons present in ludic waters

Risk assessment for public health related to exposure to Halogenated Polycyclic Aromatic Hydrocarbons present in ludic waters

A importância do uso de métodos complementares para a avaliação da toxicidade de hidrocarbonetos aromáticos policíclicos

Hidrocarbonetos Aromáticos Policíclicos (HAPs) e seus derivados Halogenados (HHAPs) são conhecidos como um conjunto de contaminantes ambientais, classificados como potencialmente tóxicos, mutagénicos e carcinogénicos, sendo um assunto de extrema importância e preocupação para a saúde pública. Diversos estudos têm reportado o potencial efeito tóxico destes compostos após longos períodos de exposição, pelo uso de métodos colorimétricos como o ensaio de brometo de 3-[4,5- dimetil-tiazol-2-il]-2,5-difeniltetrazólio (MTT) e vermelho neutro. Contudo, apesar de estes métodos clássicos de avaliação da citotoxicidade in vitro permitirem, de forma rápida, identificar as propriedades nocivas dos compostos, não permitem compreender os mecanismos moleculares subjacentes responsáveis pela sua toxicidade. Deste modo, no presente estudo, para avaliar os efeitos à exposição aos compostos Pireno (Pir) e seu derivado resultante da desinfeção de águas por bromação, 1-BromoPireno (1-BrPir), foram utilizados outros métodos complementares como avaliação do stress oxidativo e vários fenómenos associados à morte celular programada. Os resultados obtidos comprovam não só a existência de efeitos citotóxicos dos poluentes quando acumulados, como também possíveis efeitos genotóxicos. Assim, pelos métodos complementares, foi possível a identificação de alvos moleculares passiveis de ação farmacológica, o que pode constituir o primeiro passo para o desenho de estratégias terapêuticas que visem prevenir ou tratar os danos provocados por estes poluentes no Homem.

Remoção de hidrocarbonetos aromáticos policíclicos em águas utilizando subprodutos da indústria da cortiça

Os Hidrocarbonetos Aromáticos Policíclicos (HAPs) são contaminantes persistentes em meio aquoso. Estes compostos são conhecidos pelas suas propriedades carcinogénicas, mutagénicas e genotóxicas. O principal objetivo deste trabalho consistiu na avaliação das potencialidades de subprodutos da indústria corticeira, como adsorventes alternativos para a remoção de cinco HAPs em meio aquoso: benzo(a)pireno, benzo(ghi)perileno, benzo(b)fluoranteno, benzo(k)fluoranteno e indeno(1,2,3-cd)pireno. A metodologia analítica para quantificar os HAPs envolveu a preparação das amostras, através da técnica de extração em fase sólida (SPE), e a quantificação dos compostos analisados por cromatografia líquida com detetor de fluorescência (LC-FLD). O método foi otimizado e validado, obtendo-se limites de quantificação de 0,004 μg/L para todos os HAPs. Os estudos incidiram na utilização de uma amostra de cortiça, pó de aglomerado de cortiça expandida (PACE), obtida por aglutinação de cortiça em condições hidrotérmicas, a qual nos estudos preliminares revelou desempenho semelhante aos carvões ativados. Com exceção do benzo(ghi)perileno, os resultados mostram que o processo de adsorção dos HAPs na amostra PACE segue uma cinética de pseudo-segunda ordem e as isotérmicas ajustam-se ao modelo de Langmuir.