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.

Avaliação da sorção de Cu (II) e Hg (II) pela Sargassum sp modificado com epicloridrina

É crescente o aumento da preocupação do homem com a contaminação de ambientes aquáticos uma vez que da subsistência dos mesmos depende o bem estar de todos. Ao mesmo tempo em que cresce a preocupação tem aumentado a quantidade de pesquisas em busca de tecnologias alternativas ao tratamento e remediação de efluentes aquosos contaminados pelas mais diversas substâncias incluindo os metais pesados. Nas últimas décadas, tem crescido o número de trabalhos avaliando a capacidade de sorção e a viabilidade da utilização de biossorventes de baixo custo na captação de íons metálicos e um desses materiais são as biomassas de algas pardas. Dentre os vários gêneros existentes no planeta o território brasileiro é rico na macroalga do gênero Sargassum. Muito embora a composição dessas biomassas varie o principal constituinte das mesmas é o ácido algínico e seus sais alcalinos na forma de um copolímero linear, homopolimérico, com unidades do ácido manurônico, (M), (1-4)-β-D- ligado e seu epímero em C-5 nos resíduos α-L-gulurônicos, (G), respectivamente, covalentemente ligados entre si em sequencias diferenciadas ou em blocos. Os monômeros podem aparecer em blocos homopoliméricos consecutivos, resíduos G (unidades G), resíduos consecutivos M (unidades M), pequenas unidades alternadas M e G (blocos MG), ou em blocos aleatoriamente organizados. A proposta dessa dissertação é realizar a modificação do copolímero existente na biomassa com epicloridrina, avaliar e comparar a captação de íons Cu (II) e Hg (II) pela biomassa da alga Sargassum sp., com a biomassa não modificada e resultados publicados na literatura

Biossorção de tório com emprego de Sargassum filipendula

Com o aumento do rigor para descarte de efluentes contaminado com metais pesados, as pesquisas têm se intensificado na busca de métodos de remoção, que tragam bons resultados de captação dos metais, aliado a um baixo custo. O uso de biomassas como bactérias, fungos e algas marinhas como material adsorvente, tem se apresentado como uma alternativa, principalmente para soluções com baixo teor de metais. Neste trabalho, a alga marinha Sargassum filipendula foi avaliada na sua capacidade de remoção do metal tório de uma solução sintética e do efluente dos laboratórios de análises ambientais do IRD. A cinética desta biossorção foi estudada em regime de batelada e o equilíbrio foi alcançado com 180 min de reação. Dois modelos cinéticos foram utilizados nesta avaliação, um de primeira ordem e um modelo de pseudo segunda ordem, tendo o modelo de segunda ordem apresentado um melhor ajuste dos dados. Na avaliação da capacidade máxima de captação do tório pela biomassa marinha em regime de batelada, foi construída a isoterma que apresentou um perfil crescente na captação alcançando um máximo de 2,59 mol/g. Os modelos de Langmuir e Freundlich foram utilizados para ajustar os dados da isoterma, tendo apresentado maior correlação com os dados o modelo de Langmuir, resultando num valor de captação máxima calculado pelo modelo de 2,92 mol/g. A capacidade de remoção do metal tório da alga Sargassum filipendula também foi avaliada em regime contínuo. Um estudo de altura crítica de leito foi realizado preenchendo-se uma coluna com diferentes massas de alga correspondendo a diferentes alturas de leito. A concentração de tório residual foi quantificada na solução de saída e a menor concentração na saída foi alcançada com 40 cm de leito ou 96 g de biomassa. Após este estudo um sistema contínuo com duas colunas, com 96 g de biomassa cada, e uma bomba peristáltica foi utilizado para o tratamento do efluente real do IRD, contendo não apenas o metal tório, mas outros metais como urânio, cálcio, cromo, ferro, chumbo, etc. Cento e cinco litros de efluente foram tratados numa concentração de 6 mg/L, a concentração do efluente de saída foi de 3,75 mg/L. A caracterização do efluente quanto aos metais presentes foi realizada em ICP-MS, os resultados demonstraram que não houve competição pelos sítios ligantes da biomassa entre o tório e os demais metais. Além disso, alguns metais como cálcio, ferro e magnésio, tiveram um aumento na concentração de saída indicando a presença do mecanismo de troca iônica na biossorção do tório por Sargassum filipendula

Efeito da temperatura de incubação na cinética e no equilíbrio da biossorção do cádmio por Sargassum filipendula

O uso de biomassas para biossorção de metais pesados é bem documentado na literatura e vários tipos de espécies de microrganismos e algas já foram testados. A maior parte destes trabalhos foi realizada com biomassa seca para prevenir qualquer resposta metabólica indesejável. Vários estudos na literatura sugerem o uso de biomassa seca sobre condições moderadas, tais como secagem ao sol; por outro lado, vários trabalhos recomendam a faixa de 313K a 353K para garantir completa inativação da biomassa. O efeito da biomassa seca ao sol a 303K e seca a 333K em estufa na remoção de Cd2+ é aqui reportado. A avaliação dos resultados foi baseada na cinética e capacidade de remoção do metal pela alga Sargassum filipendula. Os resultados indicam que a adsorção máxima de metal não foi notadamente reduzida quando a biomassa seca em estufa foi usada, para concentrações de cádmio na faixa de 10,0 a 500,0 mg L-1. O estudo cinético realizado indicou que o modelo de pseudo segunda ordem ajustou melhor os dados experimentais, tanto para uma solução diluída (10 mg L-1) quanto para a concentrada (100 mg L-1). Em ambos os casos, os efeitos da secagem em estufa, a 60C refletiu-se suavemente na remoção do metal. Os dados experimentais foram melhor ajustados pelo modelo de Langmuir em comparação com o modelo de Freundlich. Análises termogravimétricas mostraram que não havia dano estrutural no biossorvente devido à secagem em estufa. O espectro de infravermelho não indicou diferença entre a biomassa in natura e seca. O efeito da temperatura na biossorção do metal significativo na faixa de 303K a 328K, refletindo-se na capacidade de remoção do cádmio

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

Population model of the recent subtidal invasion of Sargassum muticum in southern Portugal

Dissertação de Mestrado, Biologia Marinha, Especialização em Ecologia e Conservação, Faculdade de Ciências do Mar e do Ambiente, Universidade do Algarve, 2007

A alga invasora Sargassum muticum e as macrófitas nativas do Sul de Portugal

Dissertação de Mestrado, Biologia Marinha, Faculdade de Ciências do Mar e do Ambiente, Universidade do Algarve, 2007

Aspectos estruturais, farmacológicos e biológicos de fucanas da alga marrom sargassum vulgare

The present study examines the chemical composition and their effects on free radicals, inflammation, angiogenesis, coagulation, VEGF effects and cellular proliferation of a polysaccharides from alga Sargassum vulgare. The sulfated polysaccharide was extracted from brown seaweed by proteolysis with enzymes maxataze. The presence of proteins and sugars were observed in crude polysaccharides. Fractionation of this crude extract was made with growing concentration of acetone (0.3-1.5 v) and produced four groups of polysaccharides. Anionic polysaccharides from brown seaweed Sargassum vulgare, SV1and PSV1 were fractionated (SV1) and purified (PSV1), and displayed with high total sugars and sulfate content and very low level of protein. This fucan SV1 contains low levels of protein and high carbohydrate and sulfate content. This polysaccharides prolonged activated partial thromboplastin time (aPTT) at 50 μg (>240 s). SV1 was found to have no effect on prothrombin time (PT), corresponding to the extrinsic pathway of coagulation. SV1 exhibits high antithrombotic action in vivo, with a concentration ten times higher than heparin. Polysaccharides from S. vulgare promoted direct inhibition enzymatic activity of thrombin and stimulated enzymatic activity of FXa. SV1 showed optimal inhibitory activity of thrombin (50.2±0.28%) at a concentration of 25 μg/mL. Its antioxidant action on scavenging radicals by DPPH was (22%), indicating the polymer has no cytotoxic action (hemolytic) on ABO and Rh blood types in different erythrocyte groups and displays strong anti-inflammatory action on all concentrations tested in the carrageenan-induced paw edema model, demonstrated by reduced edema and cellular infiltration. Angiogenesis is a dynamic process of proliferation and differentiation. It requires endothelial proliferation, migration, and tube formation. In this context, endothelial cells are a preferred target for several studies and therapies. The antiangiogenic efficacy of polysaccharides was examined in vivo in the chick chorioallantoic membrane (CAM) model by using fertilized eggs. Decreases in the density of the capillaries were assessed and scored. The results showed that SV1 and PSV1 have an inhibitory effect on angiogenesis. These results were also confirmed by inhibition tubulogenesis in rabbit aorta endothelial cell (RAEC) in matrigel. These compounds were assessed in Apoptosis assay (Annexin V - FITC / PI) and cell viability by MTT assay of RAEC. These polysaccharides do not affect the viability and do not have apoptotic or necrotic action. RAEC cell when incubated with SV1 and PSV1showed inhibition of VEGF secretion, observed when compounds were incubated at 25, 50 and 100 μg/μL. The VEGF secretion with the RAEC cell line for 24 h, was more effective for PSV1 at 50 μg/μL(71.4%) than SV1 100 μg/μL (75.9%). SV1 and PSV1 had an antiproliferative action (47%) against tumor cell line HeLa. Our results indicate that these sulfated polysaccharides have antiangiogenic and antitumoral actions

Biossorção utilizando alga marinha (sargassum sp.) aplicada em meio orgânico

In this work, biosorption process was used to remove heavy metals from used automotive lubricating oils by a bus fleet from Natal-RN-Brazil. This oil was characterized to determine the physical-chemistry properties. It was also characterized the used oil with the aim of determining and quantifying the heavy metal concentration. Fe and Cu were the metals existent in large concentration and these metals were choused to be studied in solubilization process. For the biosorption process was used the seaweed Sargassum sp for the study of influencing of the metals presents separately and with other metals. It was also studied the effect of the protonation treatment of alga with the objective to know the best efficiency of heavy metals removal. The study of the solubilization showed that the presence of more than a metal favors the solubilization of the metals presents in the oil and consequently, it favors the biosorption process, what becomes interesting the perspective application in the heavy metals removal in lubricating oils used, because the presence of more than a heavy metal favors the solubility of all metals present. It was observed that the iron and copper metals, which are present in large concentration, the protonated biosorbtent was more effective. In this study we used as biomass the marine alga Sargassum sp to study the influence of agitation velocity, temperature and initial biomass concentration on the removal of iron and copper from used lubricant oils. We performed an experimental design and a kinetic study. The experiments were carried out with samples of used lubricant oil and predetermined amounts of algae, allowing sufficient time for the mixture to obtain equilibrium under controlled conditions. The results showed that, under the conditions studied, the larger the amount of biomass present, the lower the adsorption capacity of the iron and of the copper, likely due to a decrease in interface contact area. The experimental design led us to conclude that a function can be obtained that shows the degree of influence of each one of the system variables

Biodiversidade de caranguejos Branquiúros (Crustacea, Decapoda) associada a bancos da alga Sargassum cymosum (C. Agardh, 1820) na região da Ubatuba, Litoral Norte Paulista

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Influence of a narrow depth gradient and season on the morphology, phenology, and epibiosis of the brown alga Sargassum cymosum

Temporal and spatial fluctuations of environmental parameters are normally assigned as causes of variations in morpho-phenological characters of seaweeds and in their epibionts, but formal tests of such hypotheses are lacking, especially in narrow gradients. The present study evaluated the influence of a very small depth gradient (1 to 3 m) and of subtle seasonality characteristic of tropical areas on morpho-phenological traits and on the occurrence of sessile epiphytic organisms using a controlled orthogonal sampling design in a sublittoral population of the tropical brown alga Sargassum cymosum. Four temporal samples were obtained over a one-year period at three depths using nine replicates. The wet weight, maximum length, number of primary and secondary branches, and proportion of secondary branches with receptacles were recorded. Epibiosis was estimated by visual evaluation of percentage cover on secondary branches. Algal morphology varied as a function of the period of the year (weaker effect) and depth (stronger effect) but in different ways for each variable analysed. In general, fronds tended to be shorter, heavier, and more ramified in shallower areas. In relation to time, the morphological characters tended mostly to present higher values in January (summer) and/or April (autumn). Frequency of receptacles did not depend on algal morphology and depth at all but varied in time, although only in the deepest area. Epibiosis also did not depend on algal morphology but varied in relation to time (stronger effect) and, to a lesser extent, depth (weaker effect). The effect of time upon epibiosis also depended on the biological group analysed. These data support the hypothesis that algal morphology varies in relation to period of the year and depth, even under small temporal and spatial environmenal gradients.

Aspectos estruturais, farmacológicos e biológicos de fucanas da alga marrom sargassum vulgare

The present study examines the chemical composition and their effects on free radicals, inflammation, angiogenesis, coagulation, VEGF effects and cellular proliferation of a polysaccharides from alga Sargassum vulgare. The sulfated polysaccharide was extracted from brown seaweed by proteolysis with enzymes maxataze. The presence of proteins and sugars were observed in crude polysaccharides. Fractionation of this crude extract was made with growing concentration of acetone (0.3-1.5 v) and produced four groups of polysaccharides. Anionic polysaccharides from brown seaweed Sargassum vulgare, SV1and PSV1 were fractionated (SV1) and purified (PSV1), and displayed with high total sugars and sulfate content and very low level of protein. This fucan SV1 contains low levels of protein and high carbohydrate and sulfate content. This polysaccharides prolonged activated partial thromboplastin time (aPTT) at 50 μg (>240 s). SV1 was found to have no effect on prothrombin time (PT), corresponding to the extrinsic pathway of coagulation. SV1 exhibits high antithrombotic action in vivo, with a concentration ten times higher than heparin. Polysaccharides from S. vulgare promoted direct inhibition enzymatic activity of thrombin and stimulated enzymatic activity of FXa. SV1 showed optimal inhibitory activity of thrombin (50.2±0.28%) at a concentration of 25 μg/mL. Its antioxidant action on scavenging radicals by DPPH was (22%), indicating the polymer has no cytotoxic action (hemolytic) on ABO and Rh blood types in different erythrocyte groups and displays strong anti-inflammatory action on all concentrations tested in the carrageenan-induced paw edema model, demonstrated by reduced edema and cellular infiltration. Angiogenesis is a dynamic process of proliferation and differentiation. It requires endothelial proliferation, migration, and tube formation. In this context, endothelial cells are a preferred target for several studies and therapies. The antiangiogenic efficacy of polysaccharides was examined in vivo in the chick chorioallantoic membrane (CAM) model by using fertilized eggs. Decreases in the density of the capillaries were assessed and scored. The results showed that SV1 and PSV1 have an inhibitory effect on angiogenesis. These results were also confirmed by inhibition tubulogenesis in rabbit aorta endothelial cell (RAEC) in matrigel. These compounds were assessed in Apoptosis assay (Annexin V - FITC / PI) and cell viability by MTT assay of RAEC. These polysaccharides do not affect the viability and do not have apoptotic or necrotic action. RAEC cell when incubated with SV1 and PSV1showed inhibition of VEGF secretion, observed when compounds were incubated at 25, 50 and 100 μg/μL. The VEGF secretion with the RAEC cell line for 24 h, was more effective for PSV1 at 50 μg/μL(71.4%) than SV1 100 μg/μL (75.9%). SV1 and PSV1 had an antiproliferative action (47%) against tumor cell line HeLa. Our results indicate that these sulfated polysaccharides have antiangiogenic and antitumoral actions

Uso de materiais lígneo-celulósicos, como fonte de carbono para bactérias redutoras de sulfato, na remoção de metais pesados

Quando as wetlands alcançam a máxima capacidade de tratamento para remover metais pesados, a remoção ainda pode ocorrer por precipitação na forma de sulfetos devido a redução biológica de sulfato. Para alcançar este objetivo, devem ser promovidas condições anaeróbias, uma fonte de sulfato deve existir e uma fonte adequada de carbono/energia deve estar presente. No presente trabalho, a macroalga Sargassum filipendula e bagaço de cana-de-açúcar (materiais lígneo-celulósicos) foram selecionados como fontes de carbono, devido ao seu acentuado conteúdo de compostos orgânicos de degradação lenta e serem resíduos de alta disponibilidade. Experimentos foram simultaneamente conduzidos em operação contínua em duas colunas (0,5 L cada), uma contendo a macroalga e/ou bagaço de cana-de-açúcar e a outra contendo os materiais inoculados com um lodo anaeróbio. Neste trabalho, foi estudada a remoção de cádmio e zinco, devido à presença deles em efluentes de operações de mineração/metalurgia. Os ensaios foram realizados sob três diferentes condições experimentais no que se refere à quantidade de lodo anaeróbio inoculado no reator e o material empregado como fonte de carbono/energia. Os resultados indicaram que o reator inoculado foi capaz de tratar o efluente mais eficientemente que o reator não inoculado, considerando o período dos testes