Monitoramento de fitoplâncton e microcistina no reservatório da UHE Americana

Este trabalho foi realizado na UHE Americana, pertencente à Companhia Paulista de Força e Luz, e faz parte de um projeto de pesquisa e desenvolvimento realizado em conjunto com a Faculdade de Ciências Agronômicas - UNESP, de Botucatu. As amostragens de água foram realizadas nos meses de fevereiro, abril, junho e outubro de 2004. As características analisadas foram: temperatura da água, pH, oxigênio dissolvido, condutividade, nitrogênio total, nitrito, nitrato, amônia, fósforo total, fosfato, fosfato inorgânico, juntamente com análise qualitativa e quantitativa da comunidade fitoplanctônica e a toxicidade. O reservatório apresentou valores elevados de fósforo total, variando de 18 a 509 µg L-1; fosfato, de 4 a 463 µg L-1; nitrogênio total, de 0,99 a 17,25 mg L-1; e nitrato, de 0,26 a 15,29 mg L-1. Para a comunidade fitoplanctônica foram encontrados 103 táxons em todo o período amostrado; a maior riqueza foi encontrada no ponto P06, e a maior pobreza de táxons, nos pontos localizadas no corpo central do reservatório (P02, P03, P04 e P05). A maior concentração de cianofícea ocorreu em abril de 2004: 5.375.175 ind. L-1. As espécies que apresentaram as maiores densidades foram Microcystis aeruginosa, Anabaena spiroides, Microcystis sp. e Pseudoanabaena mucicola; a maior densidade foi apresentada por Anabaena spiroides, com 4.178.084 ind. L-1. Nos meses de junho e outubro a classe Cryptophyceae teve uma grande contribuição para a densidade total. Apesar da grande densidade de cianobactérias, os valores de toxicidade ficaram abaixo do limite permitido pela Portaria nº 1.469.

Efeitos do extrato bruto e da microcistina-LR em Lactuca sativa L. (Asteraceae)

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Biodegradacao da hepatotoxina(D-Leu1)-microcistina-LR por bactérias presentes em filtros biológicos de carvão

The persistence of MCs in aquatic environments and their difficult removal in the conventional water treatment is a challenge to companies of sanitation. However, the MCs are susceptible to degradation by bacteria present in water, sediment and sewage effluents. In this study, we investigated the biodegradation of MCs by microorganism present in carbon filters with biological activity (BAC) and their phylogenetic identification by sequencing gene 16S RNA. A study of water containing MCs was used, with different compositions, plus a filters BAC effluent. The results showed that of MCs were biodegraded by microorganism present in the biofilm. This study provides the ability to complete biodegradation of MCs by bacteria present in BAC filters and the possible use of these microorganisms as alternative of the removal of MCs in the treatment of drinking water

Efeito de compostos inorgânicos, herbicidas e extratos foliares no desenvolvimento de microcystis aeruginosa e produção de microcistina

Pós-graduação em Agronomia (Proteção de Plantas) - FCA

Efeito de compostos inorgânicos, herbicidas e extratos foliares no desenvolvimento de microcystis aeruginosa e produção de microcistina

Pós-graduação em Agronomia (Proteção de Plantas) - FCA

Remoção da biomassa algal e determinação da concentração de microcistina pelo Método ELISA em ensaios de coagulação, sedimentação, filtração e adsorção

Nessa pesquisa são relatados os resultados da determinação das concentrações de microcistina e de biomassa algal após as várias etapas de tratamento de amostras de água coletadas junto ao reservatório de Barra Bonita-SP visando obtenção de água potável. O tratamento foi realizado em escala de laboratório com e sem aplicação de carvão ativado em pó (CAP) e as etapas foram: coagulação com aplicação de cloreto férrico, sedimentação, filtração em papel de filtro. Foi possível observar que a pré-clarificação desse tipo de água por coagulação seguida de sedimentação requereu dosagens relativamente elevadas de cloreto férrico (80 mg/L), tendo sido verificada eficiência muito baixa de remoção de microcistina nas etapas de tratamento por sedimentação seguida de filtração, quando não foi aplicado CAP. Apenas com a aplicação de CAP a microcistina foi reduzida à níveis que atendessem os padrões de potabilidade previstos na Portaria 518/04 (concentração menor que 1 μg/L). A determinação de microcistina pelo método que utiliza Imunoadsorventes Ligados à Enzima (ELISA) mostrou-se uma ferramenta útil e confiável para detectar e quantificar essa toxina, embora ainda apresente custo relativamente elevado.

Avaliação transcricional de Glutationas -transferases em PEIXE-ZEBRA (Danio rerio) e alterações causadas pela exposição á Microcistina-LR

As Microcistinas são heptapeptídios cíclicos produzidos como metabólitos secundários por diferentes espécies de cianobactérias, sendo relevantes pelo seu potencial hepatotóxico. Peixes apresentam estratégias bioquímicas para detoxificar contaminantes ambientais, incluindo a ativação de enzimas de fase II de biotransformação, que incluem as isoformas de glutationa S-transferase (GST). As GST catalizam a conjugação de glutationa reduzida (GSH) com uma variedade de xenobióticos, incluindo as microcistinas. O presente estudo avaliou os níveis transcricionais de quinze isoformas de GST a fim de identificar isoformas possivelmente envolvidas na detoxificação de contaminantes ambientais como a microcistina-LR (MC-LR) em Danio rerio. A técnica de PCR em tempo real (RT-qPCR) foi utilizada para avaliação dos níveis transcricionais, permitindo análise das GST em diferentes órgãos, abundância e a ativação/repressão das isoformas de GST pela exposição à MC-LR. Foram avaliados os possíveis efeitos causados em brânquia e fígado após exposição por 24 hs às concentrações de 5 µg.L-1 e 50 µg.L-1 de MC-LR. Baseado nos scores de estabilidade para oito genes normalizadores, foram selecionados glicose-6-fosfato desidrogenase (g6pdh), β-actina1 e beta-2-microglobulina (b2m); b2m, alfa-tubulina 1 (tuba) e β- actin1; e tuba, b2m e g6pdh, para normalização dos níveis trancricionais de GST para distribuição órgão-específica, abundância e efeito da MC-LR em brânquia e fígado, respectivamente. A avaliação transcricional da distribuição órgão-específica revelou níveis significativos de gstal e gstk1.1 no fígado; gstp1 e gstp2 em brânquia; mgst3a, gstr1, gstm2, gstm33, gstp1, gstp2 e gstk1.1 no intestino; gstm2, gstm3 e gstal no olho e gstt1a e gsta2.1 no cérebro. Considerando os níveis de transcritos para um dado órgão, gstk1.1, gstal, gstp1 e gstt2 foram mais abundantes nos órgãos de detoxificação, tais como o fígado, brânquias e intestino, enquanto gstt1a e gsta2.1 foram mais abundantes no rim. Em brânquia, gsta2.1 e gstt1b foram reprimidas por 5 µg.L-1 de MC-LR e mgst1.1 foi reprimida em 50 µg.L-1 de MC-LR. No fígado, as isoformas gst2.2 e gstp2 foram reprimidas em ambas as concentrações, gstal foi reprimida em 5 µg.L-1, e gstt1a e gstk1.1 foram reprimidas em 50 µg.L-1 de MC-LR. As isoformas gstal, gstr1, gstp1, mgst3a, gstm1, gstm2 e gstm3 não foram alteradas pela exposição a MC-LR. Os resultados obtidos fornecem informações para a escolha de isoformas específicas de GST possivelmente envolvidas na detoxificação/toxicidade de MC-LR, a serem melhores caracterizadas ao nível protéico e também contribui para a escolha de genes normalizadores a serem utilizados em outros estudos da mesma natureza

Interação da cianotoxina microcistina e o nanomaterial de carbono fulereno (C60) em brânquias do peixe Cyprinus carpio (Teleostei: Cyprinidae) sob incidência de radiação UVA

A produção mundial de nanomateriais tem aumentado nos últimos anos, em função de suas variadas aplicações tecnológicas e, como consequência do seu crescente uso e demanda, poderão existir riscos ambientais sendo a água o ambiente onde muitas destas substâncias podem exercer efeitos deletérios. Um dos nanomaterias de carbono mais utilizados é o fulereno, um composto orgânico lipofílico que pode se comportar como carreador de moléculas tóxicas, potencializando a entrada de contaminantes ambientais em órgãos específicos, fenômeno conhecido como “cavalo de Troia”. As microcistinas (MC) são cianotoxinas produzidas por cianobactérias durante episódios de floração, afetando aos organismos aquáticos e ao ser humano. Diversos estudos demonstram que organismos expostos tanto às MCs quanto ao fulereno podem causar produção excessiva de espécies ativas de oxigênio e alterar os níveis de antioxidantes. Além disso, outro fator que pode vir a intensificar o potencial tóxico de ambos é a incidência de radiação UVA. Sendo assim, procurou-se avaliar os efeitos em parâmetros de estresse oxidativo da co-exposição ex vivo da cianotoxina microcistina-LR (MC-LR) e o nanomaterial de carbono fulereno em brânquias do peixe Cyprinus carpio sob incidência de radiação UVA. Os resultados mostraram que: (a) houve uma perda da capacidade antioxidante no tratamento com MC-LR (baixa concentração) quando coexposta com fulereno no UVA em relação com o tratamento realizado sem co-exposição com fulereno; (b) o fulereno no UV diminuiu a atividade da enzima glutationa-Stransferase (GST) quando comparado com o controle no UV; (c) a MC-LR (alta concentração) co-exposta com fulereno foi capaz de diminuir as concentrações do antioxidante glutationa (GSH) quando comparado com o mesmo tratamento tanto no UVA quanto no escuro sem a co-exposição ao fulereno; (d) o tratamento MC-LR (baixa concentração) com UVA aumentou o dano oxidativo lipídico quando comparado com o controle UVA; (e) o fulereno não causou uma maior bioacumulação da microcistina no tecido. Sendo assim, pode-se concluir que o fulereno não apresentou o potencial de carregador de moléculas nessas concentrações de microcistina, porém, a co-exposição dos compostos diminuem tanto capacidade antioxidante total, como a concentração da GSH, podendo gerar problemas a longo prazo na detoxificação da toxina.

Desempenho da flotação por ar dissolvido na remoção de cianobactérias de diferentes morfologias

A presença de cianobactérias em reservatórios utilizados para produção de água para consumo humano representa um elevado risco para a saúde pública. Estes organismos contribuem para a redução da qualidade da água e têm a capacidade de produzir cianotoxinas que podem afectar a saúde humana e animal. Existem casos em todo o mundo de intoxicação letal de diversos animais por consumo de água de lagos contaminados com cianobactérias, e mesmo casos de morte de humanos, atribuídas à exposição de cianotoxinas. De modo a fazer face a este crescente problema é necessário desenvolver e implementar tecnologias de tratamento de água nas ETA que permitam fazer face a uma florescência de cianobactérias num reservatório de água destinado ao abastecimento humano. Neste trabalho avaliou-se a capacidade do processo C/F/DAF na remoção cianobactérias de diferentes morfologias, células e colónias de M. aeruginosa e filamentos de P. rubescens, em águas sintéticas hidrofóbicas e hidrofílicas, com concentração de DOC moderada e moderada/elevada. Assim como da sequência C/F/DAF→NF na remoção de células e de toxinas de cianobactérias. A remoção de NOM e o seu efeito na remoção de cianobactérias foram também avaliados. Concluiu-se que o processo C/F/DAF é eficiente na remoção de cianobactérias de diferentes morfologias, com remoções entre 78 e 100% de MC intra. No entanto, a morfologia que apresentou remoções mais elevadas foram os filamentos, enquanto as colónias apresentaram valores mais baixos. Globalmente, verificou-se que o aumento da concentração de NOM facilita a remoção de cianobactérias, sendo que as águas hidrofóbicas apresentaram-se mais fáceis de tratar por C/F/DAF. Por sua vez, o tratamento C/F/DAF→NF, é uma opção eficiente para fazer face a um eventual bloom de cianobactérias em ETA, uma vez que a remoção de cianobactérias (em MC intra e chl_a) foi de 100% e a remoção de microcistina extracelular de 95%, aproximadamente.

Avaliação da toxicidade de florações naturais e de cultura de cianobactérias: efeitos sobre Ceriodaphnia silvestri (Crustacea, Cladocera)

The incidence of toxic cyanobacterial blooms is one of the important consequences of eutrophication in aquatic ecosystems. It is a very common phenomenon in reservoirs and shrimp ponds in the State of Rio Grande do Norte (RN), Brazil. Cyanobacterias produce toxins which can affect aquatic organisms and men trough the food chain. Aiming to contribute to the studies of cyanobacterias in RN, we propose: a) to evaluate the toxicity of isolated cyanobacterias in important fresh-water environments; and b) to verify the effects of both natural and cultured blooms occurred in reservoirs for human supply and in the cladoceran Ceriodaphnia silvestrii. This study was carried out using samples of natural blooms occurred between March and October of 2004 in Gargalheiras Dam (08º L e 39º W), in July of 2004 in Armando Ribeiro Gonçalves Dam (06o S e 37o W) and in commercial shrimp ponds (Litopenaeus vannamei) located in fresh-water environments. The samples were collected with plankton net (20µm.) for identification, isolation and obtaining of phytoplanktonic biomass for liophilization and later toxicity bioassays. The toxicity of cultured samples and natural blooms was investigated through bioassays in Swiss mice. Quantification of cyanobacteria in samples was conducted following the Ütermol method, with 300mL samples fixed with lugol. The toxicity test with Ceriodaphnia silvestrii followed ABNT, 2001 recommendations, and were accomplished with natural hepatotoxic bloom s samples and cultured samples of both non-toxic and neurotoxic C. raciborskii. In this test, five newborns, aged between 6 and 24 hours, were exposed to different concentrations (0 a 800 mg.L-1) of crude cyanobacterial extracts during 24 and 48 hours. Three replicates were used per treatment. The pH, temperature and dissolved oxygen at the beginning and after 24 and 48hours from the test were measured. We estimated the CL50 through the Trimmed Spearman-Karber method. The blooms were constituted by Microcystis panniformis, M. aeruginosa, Anabaena circinalis, Cylindrospermopsis raciborskii and Planktothrix agardhii, producers of mycrocistin-LR confirmed with HPLC analysis. Samples of hepatotoxic blooms registered toxinogenic potential for C. silvestrii, with CL50-24h value of 47.48 mg.L-1 and CL5048h of 38.15 mg.L-1 for GARG samples in march/2005; CL50-24h of 113,13 mg.L-1 and CL5048h of 88,24 mg.L-1 for ARG July/2004; CL50-24h of 300.39 mg.L-1 and CL50-48h of 149.89 mg.L-1 for GARG October/2005. For cultured samples, values of CL50-24h and CL50-48h for C. raciborskii toxic strains were 228.05 and 120.28 mg.L-1, respectively. There was no mortality of C. silvestrii during the tests with non-toxic C. raciborskii strain. The toxicity test with C. silvestrii presented good sensitivity degree to cyanotoxins. The toxicity of natural hepatotoxic blooms samples (microcystins) and cultured neurotoxic saxitoxins producer samples analyzed in this study give us strong indications of that toxin s influence on the zooplanktonic community structure in tropical aquatic environments. Eleven cyanobacteria strains were isolated, representing 6 species: Anabaenopsis sp., Cylindrospermopsis raciborskii, Chroococcus sp., Microcystis panniformis, Geitlerinema unigranulatum e Planktothrix agardhii. None presented toxicity in Swiss mice. The strains were catalogued and deposited in the Laboratório de Ecologia e Toxicologia de Organismos Aquáticos (LETMA), in UFRN, and will be utilized in ecotoxicológical and ecophysiological studies, aiming to clarify the causes and control of cyanobacterial blooms in aquatic environments in RN. This state s reservoirs must receive broader attention from the authorities, considering the constant blooms occurring in waters used for human consumption

Efeitos de florações de cianobactérias sobre os cladóceros ceriodaphnia dubia e daphnia gessneri

Cyanobacterial blooms are common in eutrophic reservoirs in Brazilian northeastern semi-arid. Given this reality, the present study aimed to analyze the effect of potentially toxic cyanobacterial blooms in Gargalheiras reservoir (semi-arid) on the cladocerans Ceriodaphnia dubia and Daphnia gessneri. In vitro chronic bioassays were performed with reservoir water dilutions from August/2011 to May/2012 and the following effects were evaluated on: intrinsic rate of population growth (r), reproductive parameters (age of first reproduction and fecundity per capita) and cladocerans movements. Phytoplankton was dominated by Cylindrospermopsis raciborskii and Planktothrix agardhii and saxitoxin and microcystin were detected in reservoir water. In most months C. dubia showed differences in r between control (absence of cyanobacteria) and treatments, and has shown negative effects on reproductive parameters. In all months paralysis of swimming movements was observed in C. dubia when both C. raciborskii and saxitoxin (cyanotoxin neurotoxic) were present in water. While C. dubia was sensitive to the reservoir water containing cyanobacteria, D. gessneri showed less intense negative effects in r and reproductive parameters. Furthermore, D. gessneri showed no paralysis of swimming movements. These results support the hypothesis in the literature that D. gessneri is resistant to the Cylindrospermopsis effects. The clone‟s life history may be a key to understand the results. The C. dubia clone, isolated from eutrophicated environment, is in the lab for ten years and it is an exotic species in Brazil. D. gessneri is a common species in the country and this clone was isolated from the Gargalheiras reservoir (where there are constant blooms of potentially toxic cyanobacteria) a year ago. Perhaps the recent contact with cyanobacteria explain the higher resistance presented by this D. gessneri clone. In conclusion, the cladocerans studied have different levels of sensitivity to cyanobacteria, characterizing species-specific responses

Comunidade fitoplanctônica como discriminador ambiental em açude eutrófico tropical semiárido (Barragem Armando Ribeiro Gonçalves, RN) e divulgação científica para reflexão social

The knowledge of the phytoplankton community, as an integral and dynamic processes of eutrophication, provides information essential for proper management and handling. A growing problem of cyanobacteria in reservoirs around the world as a result of artificial eutrophication processes, generating a particular concern, because some species produce cyanotoxins, which can cause adverse effects on human health. The present work aims to characterize the spatial and temporal dynamics of phytoplankton, assessing their potential as ecological indicator of water quality in reservoirs semiarid region. The samples of water were collected monthly between 2009 and 2011, at three points along the dam Armando Ribeiro Gonçalves / RN. In each sample were measured physico - chemical analysis of water and biological components. We conducted a scientific dissemination activity, with distribution and reading primer on eutrophication, informative talk about water quality, questionnaires and performing a play in a public school in the city of Itajá / RN. The reservoir was considered eutrophic in three points, taking into account the values of chlorophyll -a and phosphorus, adopted to characterize eutrophic environments of semi-arid areas. High density of cyanobacteria, with a maximum value of 2.227.862 cél.ml- 1 and minimum of 43.456 cél.ml- 1 was recorded in lentic and semilêntico points throughout the study, exceeding the levels of drinking water (20.000 cél.ml- 1) established in 2.914/2011 Ordinance of the Ministry of Health of Brazil. All samples contained microcystin, and 44 % had values superiores1μg L- 1. The thermal pattern of the water column showed micro stratifications with differences of less than 1 ° C from five feet deep. The distribution pattern was the type profile clinogrado with oxygen deficit in the bottom of the reservoir. Oxiclina from 10 meters depth was observed during the rainy season (May-June) in the two years of study. The phytoplankton community was represented by 10 functional groups: S1, M, H1, Lo, P, F, Sn, P, W2 and R. The assessment of the ecological status of the system by the index Q showed poor water quality. The results of the study show that the vertical variations were less pronounced than the seasonal variations of cyanobacteria and phytoplankton community in general in the reservoir. The presence of cyanotoxins confirms the need for the monitoring of water quality and measures to reduce eutrophication in water supply reservoirs semiarid RN and demonstrates the challenge for water managers and health authorities to ensure water quality and consequently minimize risks to human health. Compared to the lecture, the primer was considered more efficient in sensitizing the participants, featuring a dynamic practice, differentiated learning, create opportunities for students to rethink attitudes of respect and care for the environment, and shall have the opportunity to learn the subject content from your reality and living environment. The knowledge generated from the activity of scientific were seen as essential for raising awareness of some of the region`s environmental problems , such as eutrophication

Avaliação do potencial de toxicidade de florações de cianobactérias como subsídio para ações de gestão ambiental em açudes do semiárido potiguar

Blooms negatively compromise the aquatic environment, plants, animals and human health.Some species are toxin-producing, such as the neurotoxin saxitoxin and the hepatotoxin microcystin, which may contaminate water reservoirs, as those existing in the semiarid region of Rio Grande do Norte (Brazil) which are used to supply the population, fishing, aquiculture and recreational activities, thereby providing the risk of human exposure through water intake, dermal contact and respiratory tract. Thus, it is recommended a constant monitoring of the density of cyanobacteria with the quantification of cyanotoxins. One goal with this work was the monitoring of water in four reservoirs in semiarid of RN through the identification and enumeration of cyanobacteria and through the identification and quantification of cyanotoxins by ELISA. Furthermore, we intended to assess the environmental perception of farmers and artisanal fishers in reservoirs of semiarid of RN through semi-structured interviews with questions mostly related to water and eutrophication. Through these objectives the aim was the development of management strategies for aquaculture and prevention of risks to public health. The results showed that the highest values of microcystins were found in the rainy season. Standards for drinking water, according to the guidelines of Ministry of Health 2914/2011 and CONAMA 357/05, setting the maximum values for raw water density of cyanobacteria: 50,000 cel.mL-1; microcystin: 1 μg. L-1 and saxitoxin: 3 μg. L-1. The values found for microcystin ranged between 0.00227 μg. L-1 and 24.1954 μg. L-1. From 128 samples analyzed, 27% were above the limit. There was no clear seasonal pattern for saxitoxins and their values ranged between 0.003 μg. L-1 and 0.766 μg. L-1 with none of the values above the limit. Furthermore, 76% of the densities of cyanobacteria values were above the limit. About environmental perception, 52 interviews were conducted and the results show that the respondents recognize the main uses of water of the rervoirs, recognize the importance and have a positive view about the reservoirs. They also realize that the water has a poor quality and can cause health problems. The results provide data showing the persistence of cyanobacteria and cyanotoxins, many times over the limit, reinforcing the importance of constant monitoring. The assessment of environmental perception gives foundation for later proposed environmental education linked to public health management into the context of this particular population, making it more effective

Efeitos alelopáticos de microcistinas em rúcula (Eruca sativa Mill.)

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Detecção molecular quantitativa de cianobactérias hepatotóxicas através de PCR competitiva

Pós-graduação em Ciências Biológicas (Biologia Vegetal) - IBRC