Biossorção de tório e urânio pela macroalga marinha sargassum filipendula

Por ser um material de baixo custo e apresentar propriedades ligantes, a macroalga marinha Sargassum filipendula vem sendo utilizada como material biossorvente no processo de biossorção de metais. No presente trabalho a alga marrom foi utilizada no estudo cinético e de equilíbrio dos íons de tório e urânio individuais e os resultados comparados à biossorção desses metais em sistema binário. Os testes foram realizados nas concentrações 1 e 10 mg/L e pH= 1,0 e 4,0 na temperatura de 25 1C. A melhor condição para biossorção de tório foi encontrada para 1 mg/L e pH= 1,0, enquanto que para urânio foi em 1 mg/L e pH= 4,0. O estudo cinético de biossorção de tório mostrou que o modelo de segunda ordem descreve melhor os dados experimentais em 1 mg/L (R2= 0,9987) e 10 mg/L (R2= 0,9919) em pH= 1,0 e 1 mg/L (R2= 0,9976) em pH= 4,0, enquanto em 10 mg/L (R2= 0,9787) pH= 4,0 a curva encontrada representou uma cinética de primeira ordem. Para a cinética de urânio os dois modelos se adequaram bem aos dados em ambas as condições experimentais. O estudo de equilíbrio mostrou um perfil crescente de captação de tório, com uma remoção de 96% e 54% do metal em pH= 1,0 e 4,0, respectivamente, a partir da Co= 1 mg/L. A melhor eficiência de captação dos íons de urânio foi de 33% para Co= 100 mg/L em pH= 1,0 e 71% para Co= 1 mg/L em pH= 4,0. Os dados experimentais da isoterma de tório mostraram-se mais adequados ao modelo de Freundlich para pH= 1,0, enquanto que para o pH= 4,0 esses foram melhor representados pelo modelo de Langmuir, com valores de coeficiente de determinação superiores. Em relação à isoterma do urânio, o modelo de Freundlich representou bem os dados experimentais. Os parâmetros de equilíbrio calculados a partir do modelo de Langmuir (kL, qmax ) e Freundlich (kF, n) indicaram uma maior afinidade da biomassa pelos íons de tório em ambas as condições experimentais. O estudo de equilíbrio do sistema binário mostrou que a biossorção dos íons de tório não é afetada pela presença do urânio em solução. Por outro lado, a sorção do urânio foi fortemente afetada pela coexistência com os íons de tório.

Biossorção de vanádio pela macroalga marinha Sargassum filipendula

Muitos biossorventes naturais têm sido pesquisados por possuírem baixo custo e apresentarem propriedades ligantes, como é o caso da macroalga marinha Sargassum filipendula (S. filipendula) que vem sendo utilizada como material biossorvente no processo de biossorção de metais pesados. No presente trabalho a alga marrom foi utilizada para estudos realizados em batelada, onde se determinou o pH ideal de biossorção de vanádio, a relação sólido/líquido ideal e a importância da velocidade de agitação. O estudo cinético e de equilíbrio dos íons metálicos também foram realizados em bateladas nas seguintes condições de ensaio: (1) 0,10 g de biomassa, 25,0 mL de solução de vanádio igual a 18,0 mg L-1, temperatura 25,0 C e 150 rpm de agitação; (2) 0,10 g de biomassa, 25,0 mL de solução de vanádio igual a 36,0 mg L-1, temperatura 25,0 C e 150 rpm de agitação. A melhor condição para biossorção de vanádio foi encontrada para 36,0 mg L-1 e pH= 2,0. O estudo cinético de biossorção de vanádio mostrou que o modelo de segunda ordem descreve melhor os dados experimentais em 36,0 mg L-1 (R2= 0,9825). O estudo de equilíbrio mostrou um perfil crescente de remoção de vanádio. A melhor eficiência de captação dos íons de vanádio foi de 61,0 % para Co= 40,0 mg L-1 em pH= 2,0. Os dados experimentais da isoterma de vanádio mostraram-se mais adequados ao modelo de Langmuir para pH= 2,0, Os parâmetros de equilíbrio calculados a partir do modelo de Langmuir (b, qmax ) 0,009 e 43,3 mg/g, respectivamente, corroboram melhor para a interpretação dos resultados quando comparados com o modelo de Freundlich (kF, n) 1,56 e 2,41, visto que o coeficiente de correlação é maior para Langmuir

Biossorção de cobre (II) e cálcio (II) pela biomassa da macroalga marrom Sargassum filipendula

No presente trabalho, pretendeu-se avaliar a alga marinha Sargassum filipendula na sua capacidade de remoção do metal cobre na presença do metal cálcio, de modo a verificar o efeito da presença do cálcio, proveniente do hidróxido de cálcio (cal hidratada), utilizado no tratamento primário de efluentes por precipitação química. Para tanto, foi realizado primeiramente o estudo da cinética de biossorção de cobre e cálcio em regime de batelada, nas concentrações de 50 e 200 g/mL, e em seguida foi estudado o equilíbrio da biossorção de cobre e cálcio, também em regime de batelada, utilizando soluções isoladas e combinadas de cobre e cálcio, em concentrações variadas, com biomassa lavada com água corrente e com HCl 0,1 mol/L, de modo a verificar se houve melhora na biossorção com a protonação da biomassa. Os resultados do estudo cinético da biossorção do cobre e do cálcio mostraram, em todos os casos, que o equilíbrio ocorreu até os 30 minutos iniciais e que os resultados do cobre se ajustaram melhor a um modelo cinético de segunda ordem, enquanto que os resultados do cálcio não se ajustaram a nenhum dos dois modelos propostos. Foi possível verificar ainda uma relação direta entre biossorção de cobre e liberação de elementos alcalinos e alcalino-terrosos, sugerindo o envolvimento de troca-iônica durante o processo. Já com os resultados de estudo do equilíbrio da biossorção dos metais cobre e cálcio, foi possível obter algumas conclusões, dentre as quais podemos destacar a predileção pelo modelo de isotermas de Langmuir e a interferência na biosorção do cobre causada pela presença do cálcio na solução. Nesta etapa, foi possível ainda estabelecer novamente a correlação de permuta entre os metais cobre e alcalinos/alcalino terrosos. Os modelos de pseudo-primeira ordem e segunda ordem foram utilizados para avaliar a cinética de adsorção dos íons metálicos pela biomassa, enquanto que os modelos das isotermas de Langmuir e de Freundlich, foram utilizados para a representação do equilíbrio da biossorção

Daily timing of emersion and elevated atmospheric CO2 concentration affect photosynthetic performance of the intertidal macroalga Ulva lactuca (Chlorophyta) in sunlight

The lunar day differs in length from the solar day so that times of low tide vary from day to day. Thus, aerial exposure of intertidal seaweeds may be during the day or during the night. We measured photosynthetic CO, assimilation rates of the intertidal green macroalga Ulva lactuca during exposures of varied daily timings during sunny days of summer to establish how photosynthetic performance responds to emersion timing under varied CO2 levels [at ambient (360 ppmv) and 2x ambient (720 ppmv) atmospheric CO2 concentrations]. There was an increase in net photosynthetic rates following some duration of exposure when the initial timing of exposure occurred during early morning (06.30 h) and late afternoon (17.15 h). In contrast, net rates exhibited a sharp decline with exposure duration when the initial timing of exposure occurred at 09.30 h, 15.30 h and especially at noon (12.30 h), implying the occurrence of a severe photoinhibition resulting from mid-day insolation. Doubled atmospheric CO2 concentration significantly enhanced the emersed photosynthetic rates, indicating that the emersed photosynthesis is CO2-limited at ambient CO2 levels. However, increasing CO2 barely stimulates the emersed photosynthetic rates during mid-day insolation.

Responses of dark respiration in the light to desiccation and temperature in the intertidal macroalga, Ulva lactuca (Chorophyta) during emersion

Dark respiration (nonphotorespiratory mitochondrial CO2 release) in the light (R-L) of the intertidal macroalga Ulva lactuca (Chorophyta) during emersion was investigated with respect to its response to variations in temperature and desiccation. R-L was estimated by CO2 gas-exchange analysis using the Kok effect method, whereas dark respiration in darkness (R-D) was determined from CO2 release at zero light. Rates of R, were significantly and consistently lower than those of R-D in emersed U. lactuca across all the temperature and desiccation levels measured. This demonstrated that dark respiration was partially depressed in the light, with the percentage inhibition ranging from 32 to 62%. Desiccation exerted a negative effect on R-L and R-D at a high temperature, 33 degrees C, whereas it had much less effect on respiration at low and moderate temperatures, 23 and 28 degrees C. In general, R-L and R-D increased with increasing temperature in U. lactuca during all stages of emersion but responded less positively to temperature change with increasing desiccation. Additionally, the Q(10) value (i.e. the proportional increase of respiration for each 10 degrees C rise in temperature) for R-L calculated over the temperature range of 23 to 33 degrees C was significantly higher than that for R-D in U. lactuca during the initial stages of emersion. Respiratory carbon loss as a percentage of gross photosynthetic carbon gain increased with increasing temperature and/or desiccation but was significantly reduced when estimated using R-L rather than R-D. It is suggested that measurements of R-L and how it changes in a variable environment are as important as estimates of R-D and photosynthesis in determining simultaneous balance between photosynthetic carbon uptake and respiratory carbon loss and in modeling the net daily carbon gain for an intertidal macroalga.

Allelopathic interactions between the macroalga Ulva pertusa and eight microalgal species

HETEROSIGMA-AKASHIWO RAPHIDOPHYCEAE; CENTRAL VENICE LAGOON; ALEXANDRIUM-TAMARENSE; RED-TIDE; COASTAL LAGOONS; PHYTOPLANKTON; GROWTH; BAY; DINOFLAGELLATE; COMPETITION

Construction and characterization of a bacterial artificial chromosome library of marine macroalga Porphyra yezoensis (Rhodophyta)

A large-DNA-fragment library is necessary for research into the Porphyra genome. In this study, a bacterial artificial chromosome (BAC) library of Porphyra yezoensis was constructed and characterized. The library contains 54,144 BAC clones with an average insert size of about 65 kb and fewer than 0.7% of clones without large inserts. Therefore, its capacity is more than 6.6 P. yezoensis genome equivalents, and the probability of recovering any nuclear DNA sequence from the library is higher than 99%. The library shows good fidelity and stability. A putative trehalose-6-phosphate synthase (TPS) gene was successfully screened out from the library. The above results show that the library is useful for gene cloning and genomic research in P. yezoensis.

Bioremediation potential of the macroalga Gracilaria lemaneiformis (Rhodophyta) integrated into fed fish culture in coastal waters of north China

Fed fish farms produce large amounts of wastes, including dissolved inorganic nitrogen and phosphorus. In China, fish mariculture in coastal waters has been increasing since the last decade. However, there is no macroalgae commercially cultivated in north China in warm seasons. To exploit fish-farm nutrients as a resource input, and at the same time to reduce the risk of eutrophication, the high-temperature adapted red alga Gracilaria lemaneiformis (Bory) Dawson from south China was co-cultured with the fish Sebastodes fuscescens in north China in warm seasons. Growth and nutrient removal from fish culture water were investigated in laboratory conditions in order to evaluate the nutrient bioremediation capability of G. lemaneiformis. Feasibility of integrating the seaweed cultivation with the fed fish-cage aquaculture in coastal waters of north China was also investigated in field conditions. Laboratory seaweed/fish co-culture experiments showed that the seaweed was an efficient nutrient pump and could remove most nutrients from the system. Field cultivation trials showed that G. lemaneiformis grew very well in fish farming areas, at maximum growth rate of 11.03% day(-1). Mean C, N, and P contents in dry thalli cultured in Jiaozhou Bay were 28.9 +/- 1.1%, 4.17 +/- 0.11 % and 0.33 +/- 0.01 %, respectively. Mean N and P uptake rates of the thalli were estimated at 10.64 and 0.38 mu mol g(-1) dry weight h(-1), respectively. An extrapolation of the results showed that a 1-ha cultivation of the seaweed in coastal fish fanning waters would give an annual harvest of more than 70 t of fresh G. lemaneiformis, or 9 t dry materials; 2.5 t C would be produced, and simultaneously 0.22 t N and 0.03t P would be sequestered from the seawater by the seaweed. Results indicated that the seaweed is suitable as a good candidate for seaweed/fish integrated mariculture for bioremediation and economic diversification. The integration can benefit economy and environment in a sustainable manner in warm seasons in coastal waters of north China. (c) 2005 Elsevier B.V. All rights reserved.

Colonisation and modification of soft substratum habitats by the invasive macroalga Sargassum muticum

Sargassum muticum is an invasive brown macroalga that originates from Japan. In the introduced range, thalli can grow in soft substratum habitats attached to embedded rock fragments and shells, Within Strangford Lough, Northern Ireland, S. muticum has rapidly colonised large areas of soft substrata, where dispersal by peripatetic or 'stone-walking' plants is very effective. Sediment cores were collected under and outside canopies of S. muticum in Strangford Lough (S. muticum first recorded there in 1995) and Langstone Harbour, English Channel (S. muticum first found there in 1974) to investigate modification of the infaunal assemblages. At both study sites, community analyses highlighted significant differences between the assemblages under the canopies and those in adjacent unvegetated areas. In Strangford Lough, the invertebrate community under the canopy contained a higher abundance of smaller, opportunistic, r-selected species than outside the canopy. By contrast, the communities under and outside the canopy at Langstone Harbour were similar in species composition, diversity and dominance, but overall faunal abundance was greater under the canopy. Sediment characteristics were not affected by S. muticum canopies, but the infaunal changes may be related to environmental modification; shading, flow suppression and temperature stratification were also investigated. The differences between these 2 sites indicate that localised conditions and/or the duration of colonisation of S. muticum are important in determining the nature of habitat modification.

Diagnóstico y estado de la macroalga parda aracanto Lessonia nigrescens en el litoral de Arequipa, Perú. 2007

El estudio se realizó entre marzo y diciembre 2007. En 25 localidades analizadas, hasta el 90% presentan alto porcentaje de su extensión sin cobertura de algas, especialmente Agua Salada, Chorrillos y Atico. La extracción y/o recolección de algas pardas, se efectúa sobre L. nigrescens. Se comprobó: (i) incremento de la extracción de L. nigrescens; (ii) uso intenso del “barreteo” y recolección de alga varada; (iii) alto porcentaje del espacio sin cobertura de algas en Caravelí; (iv) diámetro medio del rizoide (DMR) de L. nigrescens por debajo de 20 cm en la mayoría de estaciones; (v) mayor proporción de plantas no fértiles. Esta especie está en riesgo de sobreexplotación. Palabras clave: Algas pardas, aracanto, Lessonia nigrescens, Arequipa 2007.