Diss. (sammanfattning). Uppsala : Sveriges lantbruksuniv., 2003. / Härtill 4 uppsatser.

Diss. (sammanfattning) Uppsala : Sveriges lantbruksuniversitet, 2007. / Härtill 4 uppsatser.

Made available in DSpace on 2015-04-17T14:55:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 4168210 bytes, checksum: a11f3130727a4c7d1cce532dea7a0d13 (MD5) Previous issue date: 2013-06-27 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The objective of this study was to determine the fish diversity and the bioaccumulation of heavy metals in the trophic chain of River Gramame in the hydrographic basin of River Gramame, Paraíba. The fish composition was determined by collecting fish from 10 specific areas along the River Gramame, utilizing diversified fishery techniques, during the dry and rainy seasons of 2010 to 2011. The fish collected was transported to the Laboratory of Aquatic Ecology (DSE/CCEN/UFPB), where biometry of fish was carried out (total weight and standard length), to determine the type of growth and condition factor, with a view to compare these parameters in contaminated fish. The food habits of the fish were determined by analyzing the stomach contents using the frequency of occurrence method. This was useful to understand the food chain which served as a base for the study of bioaccumulation of heavy metals in fish. The ecological diversity was determined from the indices of diversity (Shannon-Wiener), equitability (Simpson), similarity (Jaccard) and species richness. The concentrations of heavy metals (Pb, Zn, Cd, Cu) in the fish muscle were quantified by square wave voltammetry (VOQ) in a potentiostat/galvanostat in the Laboratory of Environmental Chemical Studies (DQ/CCEN/UFPB), and total mercury (Hg) by atomic absorption spectrometry with cold vapor (CV AAS) in IPEN/USP/SP. The fish composition of the upstream area showed lower taxa than the downstream area (16 to 26 genera and 17 to 27 species, respectively). The abundant species were, Cichla ocellaris (55.39%±28.96), Metynnis lippincottiannus (20.34%±13.4), Prochilodus brevis (16.63%±11.36) and Hoplias malabaricus (13.33%±7.57), during both seasons of the year. The indices of diversity showed differences between the rainy and dry seasons and the upstream and the downstream areas of the reservoir (H =1.3075; H =1.538), (H =1.6497; H =1.3553), with richness represented (17 to 26 and 18 to 22 species respectively) and a heterogeneous distribution of species (J =0.52269 and J =0.38618 respectively), due to the dominance of C. ocellaris in upstream and of M. lippincottianus in downstream of the reservoir. The growth rate of most of the species analyzed showed young individuals, indicating negative allometric growth. The diet of the species showed little difference, indicating mostly generalist food habits of fish along River Gramame. The principal component analysis (PCA) expressed a tendency in upstream and downstream areas of the reservoir to differ in terms of heavy metal accumulation in the trophic chain. A major contamination of total mercury was registered in the upstream area, while there was lead and zinc contamination in the downstream area of the reservoir. It could be concluded that along River Gramame there is major dominance of exotic species with a low diversity of native species. The feeding habits of the fish species showed a generalist tendency, with more omnivores. High heavy metal concentration was registered in the omnivores, indicating biomagnifications of toxic elements among the studied species. / O presente trabalho teve por objetivo, determinar a diversidade da ictiofauna e a bioacumulação de metais pesados na cadeia trófica do Rio Gramame, Bacia do Rio Gramame, Paraíba. Para isso foi realizada análise da ictiofauna presente, com coletas dos espécimes realizadas em 10 pontos ao longo do Rio Gramame, utilizando diversas artes de pesca, durante as estações de chuva e estiagem de 2010 a 2011. O material coletado foi transportado para o Laboratório de Ecologia Aquática (DSE/CCEN/UFPB), onde foram feitas as análises biométricas dos indivíduos (peso total e comprimento padrão), para determinar o tipo de crescimento e o fator de condição, objetivando a comparação desses parâmetros com a contaminação dos peixes. A dieta alimentar das espécies foi conhecida a partir de análises do conteúdo estomacal pelo método de freqüência de ocorrência, com finalidade de conhecer a teia alimentar, que serviu de base para o estudo da biomagnificação dos metais pesados na ictiofauna. Posteriormente, a diversidade ecológica foi determinada a partir dos índices de diversidade (Shannon-Wiener), Equitabilidade (Simpson), similaridade (Jaccard) e riqueza de espécies. As concentrações dos metais pesados (Pb, Zn, Cd, Cu) no tecido muscular das espécies foram quantificados por voltametria de onda quadrada (VOQ) em um potenciostato/galvanostato no Laboratório de Estudos Químicos Ambientais (DQ/CCEN/UFPB), e o mercúrio total (Hg) por espectrometria de absorção atômica com geração de vapor frio (CV AAS) no IPEN/USP/SP. A composição da ictiofauna a montante apresentou um número de taxa menor do que a jusante do reservatório (16 e 26 gêneros e 17 e 27 espécies, respectivamente), sendo as espécies mais abundantes, Cichla ocellaris (55,39%±28,96), Metynnis lippincottiannus (20,34%±13,4), Prochilodus brevis (16,63%±11,36) e Hoplias malabaricus (13,33%±7,57), em ambas as estações do ano. Os índices de diversidade apresentaram diferenças entre as estações de chuva e estiagem e as áreas a montante e a jusante do reservatório (H =1,3075; H =1,538), (H =1,6497; H =1,3553), como uma riqueza representada (17 e 26 e 18 e 22 espécies respectivamente) e uma distribuição heterogênea das espécies (J =0,52269 e J =0,38618 respectivamente), devido à dominância de C. ocellaris a montante e de M. lippincottianus a jusante do reservatório. A estrutura de crescimento da maioria das espécies analisadas foi representada por indivíduos jovens, revelando um crescimento do tipo alométrico negativo na população. A dieta alimentar das espécies apresentou-se pouco diferenciada, levando a uma maior incidência de hábitos alimentares generalistas ao longo do Rio Gramame. A análise de componentes principais (PCA) expressou uma tendência das áreas a montante e a jusante do reservatório diferir quanto à acumulação por metais pesados na cadeia trófica. A maior contaminação por mercúrio total foi registrada a montante, enquanto que, chumbo e zinco a jusante do reservatório. Concluí-se que, ao longo do Rio Gramame a ictiofauna apresentou uma maior dominância de espécies exóticas, levando a uma menor representação na diversidade das espécies nativas. A dieta alimentar das espécies revelou hábitos alimentares generalistas, com a categoria trófica onívora mais abundante. As maiores concentrações dos metais pesados foram registradas entre espécies de hábitos onívoros, indicando uma biomagnificação dos elementos tóxicos entre as espécies estudadas.

Made available in DSpace on 2015-04-17T14:55:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 4168210 bytes, checksum: a11f3130727a4c7d1cce532dea7a0d13 (MD5) Previous issue date: 2013-06-27 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The objective of this study was to determine the fish diversity and the bioaccumulation of heavy metals in the trophic chain of River Gramame in the hydrographic basin of River Gramame, Paraíba. The fish composition was determined by collecting fish from 10 specific areas along the River Gramame, utilizing diversified fishery techniques, during the dry and rainy seasons of 2010 to 2011. The fish collected was transported to the Laboratory of Aquatic Ecology (DSE/CCEN/UFPB), where biometry of fish was carried out (total weight and standard length), to determine the type of growth and condition factor, with a view to compare these parameters in contaminated fish. The food habits of the fish were determined by analyzing the stomach contents using the frequency of occurrence method. This was useful to understand the food chain which served as a base for the study of bioaccumulation of heavy metals in fish. The ecological diversity was determined from the indices of diversity (Shannon-Wiener), equitability (Simpson), similarity (Jaccard) and species richness. The concentrations of heavy metals (Pb, Zn, Cd, Cu) in the fish muscle were quantified by square wave voltammetry (VOQ) in a potentiostat/galvanostat in the Laboratory of Environmental Chemical Studies (DQ/CCEN/UFPB), and total mercury (Hg) by atomic absorption spectrometry with cold vapor (CV AAS) in IPEN/USP/SP. The fish composition of the upstream area showed lower taxa than the downstream area (16 to 26 genera and 17 to 27 species, respectively). The abundant species were, Cichla ocellaris (55.39%±28.96), Metynnis lippincottiannus (20.34%±13.4), Prochilodus brevis (16.63%±11.36) and Hoplias malabaricus (13.33%±7.57), during both seasons of the year. The indices of diversity showed differences between the rainy and dry seasons and the upstream and the downstream areas of the reservoir (H =1.3075; H =1.538), (H =1.6497; H =1.3553), with richness represented (17 to 26 and 18 to 22 species respectively) and a heterogeneous distribution of species (J =0.52269 and J =0.38618 respectively), due to the dominance of C. ocellaris in upstream and of M. lippincottianus in downstream of the reservoir. The growth rate of most of the species analyzed showed young individuals, indicating negative allometric growth. The diet of the species showed little difference, indicating mostly generalist food habits of fish along River Gramame. The principal component analysis (PCA) expressed a tendency in upstream and downstream areas of the reservoir to differ in terms of heavy metal accumulation in the trophic chain. A major contamination of total mercury was registered in the upstream area, while there was lead and zinc contamination in the downstream area of the reservoir. It could be concluded that along River Gramame there is major dominance of exotic species with a low diversity of native species. The feeding habits of the fish species showed a generalist tendency, with more omnivores. High heavy metal concentration was registered in the omnivores, indicating biomagnifications of toxic elements among the studied species. / O presente trabalho teve por objetivo, determinar a diversidade da ictiofauna e a bioacumulação de metais pesados na cadeia trófica do Rio Gramame, Bacia do Rio Gramame, Paraíba. Para isso foi realizada análise da ictiofauna presente, com coletas dos espécimes realizadas em 10 pontos ao longo do Rio Gramame, utilizando diversas artes de pesca, durante as estações de chuva e estiagem de 2010 a 2011. O material coletado foi transportado para o Laboratório de Ecologia Aquática (DSE/CCEN/UFPB), onde foram feitas as análises biométricas dos indivíduos (peso total e comprimento padrão), para determinar o tipo de crescimento e o fator de condição, objetivando a comparação desses parâmetros com a contaminação dos peixes. A dieta alimentar das espécies foi conhecida a partir de análises do conteúdo estomacal pelo método de freqüência de ocorrência, com finalidade de conhecer a teia alimentar, que serviu de base para o estudo da biomagnificação dos metais pesados na ictiofauna. Posteriormente, a diversidade ecológica foi determinada a partir dos índices de diversidade (Shannon-Wiener), Equitabilidade (Simpson), similaridade (Jaccard) e riqueza de espécies. As concentrações dos metais pesados (Pb, Zn, Cd, Cu) no tecido muscular das espécies foram quantificados por voltametria de onda quadrada (VOQ) em um potenciostato/galvanostato no Laboratório de Estudos Químicos Ambientais (DQ/CCEN/UFPB), e o mercúrio total (Hg) por espectrometria de absorção atômica com geração de vapor frio (CV AAS) no IPEN/USP/SP. A composição da ictiofauna a montante apresentou um número de taxa menor do que a jusante do reservatório (16 e 26 gêneros e 17 e 27 espécies, respectivamente), sendo as espécies mais abundantes, Cichla ocellaris (55,39%±28,96), Metynnis lippincottiannus (20,34%±13,4), Prochilodus brevis (16,63%±11,36) e Hoplias malabaricus (13,33%±7,57), em ambas as estações do ano. Os índices de diversidade apresentaram diferenças entre as estações de chuva e estiagem e as áreas a montante e a jusante do reservatório (H =1,3075; H =1,538), (H =1,6497; H =1,3553), como uma riqueza representada (17 e 26 e 18 e 22 espécies respectivamente) e uma distribuição heterogênea das espécies (J =0,52269 e J =0,38618 respectivamente), devido à dominância de C. ocellaris a montante e de M. lippincottianus a jusante do reservatório. A estrutura de crescimento da maioria das espécies analisadas foi representada por indivíduos jovens, revelando um crescimento do tipo alométrico negativo na população. A dieta alimentar das espécies apresentou-se pouco diferenciada, levando a uma maior incidência de hábitos alimentares generalistas ao longo do Rio Gramame. A análise de componentes principais (PCA) expressou uma tendência das áreas a montante e a jusante do reservatório diferir quanto à acumulação por metais pesados na cadeia trófica. A maior contaminação por mercúrio total foi registrada a montante, enquanto que, chumbo e zinco a jusante do reservatório. Concluí-se que, ao longo do Rio Gramame a ictiofauna apresentou uma maior dominância de espécies exóticas, levando a uma menor representação na diversidade das espécies nativas. A dieta alimentar das espécies revelou hábitos alimentares generalistas, com a categoria trófica onívora mais abundante. As maiores concentrações dos metais pesados foram registradas entre espécies de hábitos onívoros, indicando uma biomagnificação dos elementos tóxicos entre as espécies estudadas.

A Drenagem ácida de minas (DAM), do ponto de vista ecológico, influencia os ambientes aquáticos provocando condições de stress para a maioria dos organismos. O baixo valor de pH (geralmente < 3,0), altas quantidades de sulfatos e íons metálicos dissolvidos diminuem a diversidade biológica. Esses locais podem ser caracterizados como ecossistemas simples, dominados por organismos acidofílicos e ácido tolerantes. Assim, o objetivo do presente trabalho foi identificar as comunidades de algas encontradas em ecossistemas impactados pela DAM na região carbonífera do Estado de Santa Catarina, Brasil. Observou-se 12 córregos, dois quais 6 com presença de algas e 6 com ausência de algas. As amostragens foram realizadas em julho/2009, outubro/2009, dezembro/2009 e abril/2010, de forma a abranger as quatro estações do ano. Verificouse que os ambientes aquáticos atingidos pela DAM abrigam pouca diversidade de espécies. A comunidade de algas foi representada por 5 táxons e a identificação realizou-se somente até o nível de gênero. Os gêneros encontrados foram: Microspora, Mougeotia, Eunotia, Frustulia e Euglena. Os gêneros de maior distribuição foram a Microspora, estando presente em 6 locais de amostragem e o gênero Eunotia, presente em 4 locais de amostragem. O gênero em maior abundância e quantidade de biomassa foi a Microspora. O crescimento das algas foi dependente de vários fatores, entre os quais características químicas da água e o período de amostrado. Observou-se que as algas acidofílicas cresceram em corpos d´água na faixa de pH entre 3,2 e 4,1, sendo que nos locais com pH inferior a 2,8 ou superior a 4,2 não ocorreu o crescimento de algas. O gênero Microspora esteve presente em águas com níveis variados de metais e sulfato. Já o gênero Frustulia somente se desenvolveu em corpos d´água com baixos níveis de ferro e sulfato. Por sua vez, o gênero Euglena só foi bem sucedido em locais onde os teores de sulfatos e ferro foram elevados. Sendo assim, as algas encontradas neste estudo apresentam a capacidade de bioindicadoras da qualidade do local. Em relação aos períodos amostrados, a diversidade e abundância de algas foram maiores no inverno. As comunidades perifíticas são capazes de acumular elementos metálicos em sua biomassa. A análise da biomassa perifítica indica que o material contém uma elevada concentração de elementos inorgânicos, bioacumulados do ambiente de crescimento. / The acid mine drainage (AMD), from the ecological point of view, affects the aquatic environments causing stress to most organisms. The low pH values (usually <3.0), high concentration of sulfates and dissolved metal ions reduce the biological diversity. These systems can be characterized as simple ecosystems, dominated by acidophilic and acid tolerant organisms. The objective of this study was to identify communities of algae found in ecosystems impacted by AMD in the coal region of Santa Catarina, Brazil. It was observed 12 streams, 6 of which with the presence of algae and 6 with the absence of algae. Samples were collected in July/2009, October/2009, December/2009 and April/2010 in order to cover all four seasons. It was found that aquatic environments affected by DAM refuge low species diversity. The algal community was represented by 5 taxa and the identification was made only to the genus level. The species identified were: Microspora, Mougeotia, Eunotia, Frustulia and Euglena. The genus of the largest distribution was Microspora, present in 6 sampling sites and Eunotia, present in 4 sampling sites. The genus in greater abundance and amount of biomass was the Microspora. The algal growth was dependent of several factors, including water chemistry and the period of sampling. It was observed that acidophilic algae grown in water with the pH range between 3.2 and 4.1, and in places with a pH below 2.8 or above 4.2 there was no algae growth. The genus Microspora was present in waters with different levels of metals and sulfate. But the genus Frustulia only was increased in water with low levels of iron and sulfate. On the other hand, the genus Euglena has only been successful in places where the levels of sulfates and iron were high. Therefore, the algae found in this study have the ability to bioindicators of the water quality. Concerning the periods sampled, diversity and abundance of algae were higher in winter. Periphyton communities are able to accumulate metallic elements in their biomass. The analysis of periphytic biomass indicates that the material contains a high concentration of inorganic elements, bioaccumulated of the growth environment.

O objetivo deste estudo foi caracterizar o potencial probiótico, antimicrobiano e antioxidante, bem como analisar os genes envolvidos em relação aos fatores de virulência e de resistência. Do mesmo modo, objetivouse avaliar a capacidade de bioacumulação e a especiaçao de selênio (Se(IV)) na biomassa microbiana. O micro-organismo utilizado neste estudo foi isolado de queijo “Minas Frescal” e caracterizado por métodos fenotípicos (Vitek® 2 system) e moleculares (sequenciamento do gene 16s rRNA e análise pelo gene ddl (D-Ala–D-Ala ligase)). O isolado LAB18s foi identificado fenotipicamente e genotipicamente como Enterococcus durans. Além disso, apresentou características probióticas; atividade antimicrobiana e capacidade antioxidante. Quando analisados os genes relacionados aos fatores de virulência (ace, agg, asa, bopA, bopB, bopC e bopD), e de resistência à vancomicina (vanA, vanB, vanC1 e vanC2/3) não foi verificada a presença destes genes pela E. durans LAB18s. Da mesma forma, o isolado mostrou-se sensível aos antibióticos testados (eritromicina, tetraciclina, vancomicina, gentamicina e penicilina) e apresentou ainda capacidade de adesão e hidrofobicidade, assim como forte capacidade para a formação de biofilme. Para a bioacumulação de Se(IV) pelo isolado E. durans LAB18s foram encontrados como parâmetros ótimos de crescimento a temperatura de 30°C e pH 7. Através da especiação foi demonstrado que em todas as análises o isolado E. durans LAB18s pode bioacumular concentrações consideráveis de Se(IV), sendo que a maior percentagem de selênio orgânico foi encontrada na fração de proteínas totais e, quando analisada as extrações por diferentes solventes, observou-se maior conteúdo de selênio em meio alcalino. As análises de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET) e Espectrometria de Energia Dispersiva (MEV-EDS) corroboraram com os resultados obtidos em termos de bioacumulação de selênio pelo E. durans LAB18s. De acordo com os resultados obtidos pode-se inferir que o isolado E. durans LAB18s pode ser considerado um micro-organismo com potencial probiótico, biologicamente seguro e com ampla capacidade em bioacumular selênio na biomassa microbiana. / The aim of this study was to characterize the potential probiotic, antimicrobial and antioxidant activity as well as analyze the genes involved in virulence factors and resistance. Similarly, it was aimed to evaluate the ability of selenium (Se (IV)) bioaccumulation and speciation through the microbial biomass. The micro-organism used in this study was isolated from "Minas Frescal" cheese and characterized by phenotypic (Vitek® 2 system) and molecular methods (16S rRNA gene sequencing and analysis by gene ddl (DAla- D-Ala ligase)). The isolate LAB18s was identified phenotypically and genotypically as Enterococcus durans. Moreover, it exhibited probiotic characteristics, antimicrobial and antioxidant activity. The genes related to virulence factors (ace, agg, asa, bopA, bopB, bopC e bopD), and vancomycin resistance (vanA, vanB, vanC1 e vanC2/3) were not verified the presence of these genes by LAB18s. Likewise, the isolate showed susceptibility to the antibiotics tested (erythromycin, tetracycline, vancomycin, gentamicin and penicillin) and also it showed adhesion and hydrophobicity ability, as well as a strong ability to form biofilms. For the Se(IV) bioaccumulation by isolated Enterococcus durans LAB18s have been found as optimal parameters growth by isolate at temperature of 30°C and pH 7. Analysis for Se(IV) speciation had shown in all analyzes that the isolate E. durans LAB18s can bioaccumulate considerable concentrations of Se(IV), and the highest percentage of organic selenium was found in the fraction of total protein; and when analyzed different solvent extractions, it was observed a higher content of selenium in alkaline medium. Analyses from Electron Microscopy (SEM), Transmission Electron Microscopy (TEM) and Energy Dispersive Spectroscopy (SEM-EDS) corroborate with the results obtained with Se(IV) bioaccumulation by E. durans LAB18s. In according to the obtained results it can be infer that the isolated E. durans LAB18s can be considered a micro-organism with potential probiotic, biologically safe and with wide capacity to bioaccumulate selenium in microbial biomass.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / No presente trabalho foram utilizados micro-organismos fotoautotróficos para a bioacumulação de cobre em regime de batelada. Para tal, utilizou-se micro-organismos dos gêneros Ankistrodesmus, Golenkinia, Monoraphidium e Scenedesmus, em função da sua disponibilidade, facilidade de cultivo e diferenças morfológicas. Ensaios preliminares foram realizados utilizando diferentes concentrações de biossorvente, com o intuito de verificar a influência deste fator na eficiência do processo de captação. Os testes realizados em batelada incluíram também o estudo cinético e do equilíbrio, nos quais foi possível verificar que para todos os gêneros testados, o processo de captação do metal em soluções diluídas atingiu o equilíbrio quase instantaneamente. Em soluções de Cu2+ mais concentradas, observou-se diferenças entre os gêneros estudados, no tempo necessário para estabelecimento do equilíbrio. Além disso, observou-se uma alta eficiência no processo de captação de íons Cu2+ em solução por parte dos micro-organismos, com elevada captação de metal por grama de biomassa. As diferenças morfológicas entre os gêneros pareceram não influenciar significativamente a cinética e o equilíbrio do processo. Os ensaios em batelada foram realizados também empregando-se células de Golenkinia imobilizadas em alginato de cálcio, além de testes com o próprio alginato isento de micro-organismos como experimento-controle afim de verificar a influencia da imobilização nos parâmetros cinéticos e na capacidade de captação. A partir dos resultados obtidos nos ensaios em batelada com todos os biossorventes, testou-se em cada caso a aplicação de modelos cinéticos (pseudo 1 e 2 ordem) e modelos de equilíbrio (isoterma de Langmuir e Freundlich). Verificou-se que para o 4 gêneros que empregando-se células livres o modelo cujo os resultados se adequaram melhor foi o de Langmuir, enquanto que para células imobilizadas ambos modelos se mostraram adequados / In the present work photoautothrophic microorganisms were used for the bioaccumulation of copper in batch system. To reach this goal, microorganisms from the genera Ankistrodesmus, Golenkinia, Monoraphidium and Scenedesmus were used, as a function of their availability, easiness of cultivation and morphological differences. Preliminary tests were performed using distinct biosorbent concentrtions, with the purpose of observing the effect of this factor in the efficiency of copper uptake process. Tests performed in batch conditions, also included kinetics and equilibrium studies, where it was observed that all genera tested, reached equilibrium instantaneously. For more concentrated Cu2+ solutions differences were observed among the genera tested in the time needed to reach equilibrium. Beyond this fact, it was observed a high uptake copper capacity by the microorganisms, with a high mg/g ratio. Morphological differences among the genera seemed not to significantly affect the kinetics and equilibrium of the process. Batch studies performed with the genus Golenkinia immobilized in calcium alginate, beyond the tests performed with alginate beads themselves (control experiment) aimed at verifying the effect of the immobilization in the kinetic parameters and uptake capacity. From the results obtained in batch studies with all biosorbent materials tested, kinetic models were tested for each cell (pseudo-1 and 2 order models) as well as equilibrium models (Langmuir and Freundlich isotherms). It was observed that for all genera tested, Langmuir best represented the uptake, when free cells were used, while for immobilized cells, both models could represent the experimental data

Os elementos de terras raras, representados em sua maioria pelos lantanídeos, ocorrem principalmente como constituintes-traço da maioria dos minerais de rochas comuns (monazita, apatita) e também estão presentes em alguns minérios. Tais elementos foram largamente usados por décadas como fertilizantes na China. Na área das inovações tecnológicas, a demanda por esses metais vem crescendo por conta das suas aplicações em diversos campos. Consequentemente, grandes quantidades desses elementos são acumulados em ambientes aquáticos atingindo o fitoplâncton. Assim, as microalgas que são organismos ecologicamente importantes na cadeia alimentar têm sido frequentemente usadas em estudos ambientais para avaliar a toxicidade relativa de várias descargas químicas e são largamente estudadas na detecção dos primeiros impactos no ecossistema. Somado a isso, são biomassas que possuem boa capacidade de biossorção de metais devido à presença de ligantes na sua estrutura que promovem a captação deles quando em solução. Dessa forma, as interações entre as microalgas verdes Monoraphidium e Scenedesmus e os íons La3+ e Ce3+ foram investigadas neste trabalho. Para isso, foram avaliados o efeito tóxico e a bioacumulação do La3+ pelas duas microalgas verdes. Adicionalmente, estudos em batelada da biossorção do La3+ e Ce3+ em soluções contendo os elementos isoladamente ou em combinação foram realizados. No estudo de toxicidade e de bioacumulação o meio de cultivo utilizado foi o ASM-1, com e sem presença de La3+ (10 mg.L-1 a 100 mg.L-1), onde o efeito tóxico do metal foi monitorado por análises micro e macroscópica das células e também pela quantificação do crescimento celular baseada em medidas da massa seca. A bioacumulação do metal foi avaliada da mesma forma para ambas as microalgas. Os resultados obtidos mostraram que o efeito tóxico do metal foi presente em concentrações iônicas de 50 e 100 mg.L-1 e que houve uma bioconcentração do La3+ em ambas espécies de microalgas, principalmente quando a concentração inicial do La3+ foi de 10 e 25 mg.L-1, mostrando que houve uma relação direta entre a bioconcentração e a toxicidade do La3+. O gênero Monoraphidium bioconcentrou mais metal que o gênero Scenedesmus. Os resultados da biossorção dos metais em solução monoelementar mostraram que as microalgas apresentaram grande capacidade de captação do La3+ (20,7 mmol.g-1 para Monoraphidium sp. e 17,8 mmol.g-1 para Scenedesmus sp.) e do Ce3+ (25,7 mmol.g-1 para Monoraphidium sp. e 11,5 mmol.g-1 para Scenedesmus sp.). Os resultados obtidos revelaram que os dados melhor se ajustaram ao modelo de Freundlich, na maioria dos casos. Em sistema binário, notou-se que houve uma menor captação de cada um individualmente, evidenciando uma competição entre eles pelos mesmos sítios ligantes e que ambas apresentaram maior afinidade pelo Ce3+ / Rare-earth elements, mostly represented by the lanthanides, usually occur as trace constituents in minerals of some common rocks (monazite, apatite) and also in some ores. Such elements were widely used for decades as fertilizers in China. Regarding technological innovations, the demand for these metals is constantly growing due to their applications in several fields. Consequently, high amounts of these elements are accumulated in the aquatic environment reaching phytoplanctonic species. This way, microalgae, that are the most ecologically relevant species in the food chain, are being frequently used in environmental studies to evaluate relative toxicity from various chemical discharges, also due to their wide use in the detection of the first environmental impacts in ecosystems. Beyond this fact, they constitute a type of biomass with a good metals biosorption capacity due to the presence of ligands in their biological structures, that promote the uptake of metals when present in solution. Thus, the interaction of the Green microalgae Monoraphidium and Scenedesmus with La3+ and Ce3+ were investigated in the present work. To reach this goal, the toxic effect and bioaccumulation of La3+ by both microalgae were studied. Additionally, batch biosorption studies of La3+ and Ce3+ were done, in monoelement and combined solutions were performed. In the study of toxicity and bioaccumulation, the culture medium used was ASM-1 in the presence and absence of La3+ (10 mg.L-1 to 100 mg.L-1), where the toxic effect of the metal was monitored through micro and macroscopic observation of the cultures and also through quantification of the biomass by direct dry mass quantification. In the bioaccumulation tests the same procedure was adopted. The results obtained showed that the toxic effect of the metal was present in 50 and 100 mg.L-1 solutions and that the bioconcentration of La3+ by both species, mainly for La3+ concentrations from 10 to 25 mg.L-1, indicating that there was a direct relation between bioconcentration and La3+ . Cells from the genus Monoraphidium concentrated a higher amount than Scenedesmus. Biosorption results from monoelement solutions showed the high ability of both microalgae to accumulate La3+ (20,7 mmol.g-1 for Monoraphidium sp. and 17,8 mmol.g-1 for Scenedesmus sp.); and, Ce3+ (25,7 mmol.g-1 for Monoraphidium sp. and 11,5 mmol.g-1 for Scenedesmus sp.). The results obtained revealed that experimental data were fitted to Freundlich adsorption model, in most cases. In binary solutions, a smaller uptake was observed, considering individual uptake capacities, thus indicating a competition between the elements for the same ligand sites, and also it was observed a higher affinity for Ce3+

The estimated global production of red mud, a by-product of alumina production, is ~120 million t per year. Little is known about the long-term chemical, physical and ecological responses in aquatic ecosystems following pollution with red mud. To date, no whole-lake assessment of the impact of red mud and recovery trajectories has been conducted. Kinghorn Loch, Fife, Scotland, is an important example of a red mud polluted aquatic ecosystem. This is due mainly to the availability of long-term data documenting changes in the lake during the pollution and recovery following diversion of red mud leachate in 1983 to date. Long-term data were assessed to determine the time scale of recovery for a range of specific pollutants in the surface waters of Kinghorn Loch, and field surveys and a laboratory controlled experiment were conducted to investigate lake sediment-pollutant interactions and arsenic (As) species bioaccumulation in aquatic plants. Results showed recovery of the lake water column, with a significant decrease of pH and the concentrations of all red mud constituents in surface water since the cessation of pollution. Using generalised additive models the chemical recovery period was 5 years for pH and from 22 to 26 years for As, vanadium (V) and phosphorus (P), with aluminium (Al) still not reaching the end-point recovery following this period. A 12- month field survey showed that concentrations of phosphate (PO4-P), total phosphorus (TP), dissolved and total As and V in lake water varied significantly throughout the year, with depth of overlying water contributing to variation in P concentrations in water above sediment. A range of physico-chemical factors, including dissolved oxygen (DO), pH and concentrations of pollutant binding element controlled seasonal and spatial variations in water column contaminant concentrations. The behaviour of V differed from As and P concentrations in water, with maximum V concentrations occurring in spring and the highest concentrations of As and P in surface water and dissolved As and PO4-P in water above sediment observed in summer. With the exception of V in deeper layers of the water column in spring and winter, observed total As and V concentrations met standards for Protection of Aquatic Life in the UK (50 and 20 μg L-1, respectively). Sediment in Kinghorn Loch is still contaminated 30 years into the lake recovery period. The highest seasonal mean concentrations in the upper (0-4 cm) sediment layer were 231 mg kg-1 for V and 185 mg kg-1 for As, the latter considerably exceeding Canadian Sediment Quality Guidelines for the Protection of Aquatic Life for As (17 mg kg-1). Evidence from the laboratory experiment and the field observations suggests that the lake still processes red mud contaminants, with seasonal mobilisation of As and P from lake sediment under reducing conditions. In contrast, release of V from sediment into overlying water appeared not to be driven predominantly by redox conditions, but instead by interactions between pH, competitive ion concentrations and DO. Higher pollutant concentrations observed throughout the year in deeper layers of the water column compared to surface water indicated that the impact of sediment on the water column is generally confined to the bottom waters of the lake. Macrophytes in Kinghorn Loch contained relatively high concentrations of As, predominantly in the inorganic form which is most toxic to organisms. The highest As content measured in roots of Persicaria amphibia (L.) Gray (40.4 – 218 mg kg-1) greatly exceeded the 3 – 10 mg kg-1 range suggested as a potential phytotoxic level. Accumulation of toxic As species by plants suggested toxicological risk to higher organisms in the food web and indicated that ecological recovery of the lake is still in progress. The results of this research at Kinghorn Loch will help water resource managers to understand not only the environmental and human health effects of multiple pressures related to red mud pollution, but also the likely recovery time scales in relation to water quality targets.

Os elementos de terras raras, representados em sua maioria pelos lantanídeos, ocorrem principalmente como constituintes-traço da maioria dos minerais de rochas comuns (monazita, apatita) e também estão presentes em alguns minérios. Tais elementos foram largamente usados por décadas como fertilizantes na China. Na área das inovações tecnológicas, a demanda por esses metais vem crescendo por conta das suas aplicações em diversos campos. Consequentemente, grandes quantidades desses elementos são acumulados em ambientes aquáticos atingindo o fitoplâncton. Assim, as microalgas que são organismos ecologicamente importantes na cadeia alimentar têm sido frequentemente usadas em estudos ambientais para avaliar a toxicidade relativa de várias descargas químicas e são largamente estudadas na detecção dos primeiros impactos no ecossistema. Somado a isso, são biomassas que possuem boa capacidade de biossorção de metais devido à presença de ligantes na sua estrutura que promovem a captação deles quando em solução. Dessa forma, as interações entre as microalgas verdes Monoraphidium e Scenedesmus e os íons La3+ e Ce3+ foram investigadas neste trabalho. Para isso, foram avaliados o efeito tóxico e a bioacumulação do La3+ pelas duas microalgas verdes. Adicionalmente, estudos em batelada da biossorção do La3+ e Ce3+ em soluções contendo os elementos isoladamente ou em combinação foram realizados. No estudo de toxicidade e de bioacumulação o meio de cultivo utilizado foi o ASM-1, com e sem presença de La3+ (10 mg.L-1 a 100 mg.L-1), onde o efeito tóxico do metal foi monitorado por análises micro e macroscópica das células e também pela quantificação do crescimento celular baseada em medidas da massa seca. A bioacumulação do metal foi avaliada da mesma forma para ambas as microalgas. Os resultados obtidos mostraram que o efeito tóxico do metal foi presente em concentrações iônicas de 50 e 100 mg.L-1 e que houve uma bioconcentração do La3+ em ambas espécies de microalgas, principalmente quando a concentração inicial do La3+ foi de 10 e 25 mg.L-1, mostrando que houve uma relação direta entre a bioconcentração e a toxicidade do La3+. O gênero Monoraphidium bioconcentrou mais metal que o gênero Scenedesmus. Os resultados da biossorção dos metais em solução monoelementar mostraram que as microalgas apresentaram grande capacidade de captação do La3+ (20,7 mmol.g-1 para Monoraphidium sp. e 17,8 mmol.g-1 para Scenedesmus sp.) e do Ce3+ (25,7 mmol.g-1 para Monoraphidium sp. e 11,5 mmol.g-1 para Scenedesmus sp.). Os resultados obtidos revelaram que os dados melhor se ajustaram ao modelo de Freundlich, na maioria dos casos. Em sistema binário, notou-se que houve uma menor captação de cada um individualmente, evidenciando uma competição entre eles pelos mesmos sítios ligantes e que ambas apresentaram maior afinidade pelo Ce3+ / Rare-earth elements, mostly represented by the lanthanides, usually occur as trace constituents in minerals of some common rocks (monazite, apatite) and also in some ores. Such elements were widely used for decades as fertilizers in China. Regarding technological innovations, the demand for these metals is constantly growing due to their applications in several fields. Consequently, high amounts of these elements are accumulated in the aquatic environment reaching phytoplanctonic species. This way, microalgae, that are the most ecologically relevant species in the food chain, are being frequently used in environmental studies to evaluate relative toxicity from various chemical discharges, also due to their wide use in the detection of the first environmental impacts in ecosystems. Beyond this fact, they constitute a type of biomass with a good metals biosorption capacity due to the presence of ligands in their biological structures, that promote the uptake of metals when present in solution. Thus, the interaction of the Green microalgae Monoraphidium and Scenedesmus with La3+ and Ce3+ were investigated in the present work. To reach this goal, the toxic effect and bioaccumulation of La3+ by both microalgae were studied. Additionally, batch biosorption studies of La3+ and Ce3+ were done, in monoelement and combined solutions were performed. In the study of toxicity and bioaccumulation, the culture medium used was ASM-1 in the presence and absence of La3+ (10 mg.L-1 to 100 mg.L-1), where the toxic effect of the metal was monitored through micro and macroscopic observation of the cultures and also through quantification of the biomass by direct dry mass quantification. In the bioaccumulation tests the same procedure was adopted. The results obtained showed that the toxic effect of the metal was present in 50 and 100 mg.L-1 solutions and that the bioconcentration of La3+ by both species, mainly for La3+ concentrations from 10 to 25 mg.L-1, indicating that there was a direct relation between bioconcentration and La3+ . Cells from the genus Monoraphidium concentrated a higher amount than Scenedesmus. Biosorption results from monoelement solutions showed the high ability of both microalgae to accumulate La3+ (20,7 mmol.g-1 for Monoraphidium sp. and 17,8 mmol.g-1 for Scenedesmus sp.); and, Ce3+ (25,7 mmol.g-1 for Monoraphidium sp. and 11,5 mmol.g-1 for Scenedesmus sp.). The results obtained revealed that experimental data were fitted to Freundlich adsorption model, in most cases. In binary solutions, a smaller uptake was observed, considering individual uptake capacities, thus indicating a competition between the elements for the same ligand sites, and also it was observed a higher affinity for Ce3+