Submitted by Maria de Lourdes Mariano (lmariano@ufscar.br) on 2017-01-12T13:03:39Z No. of bitstreams: 1 MAGALHÃES_Raphaella_2014.pdf: 2191160 bytes, checksum: fcf55d3e818013ffdb2045bcec90cf2b (MD5) / Approved for entry into archive by Maria de Lourdes Mariano (lmariano@ufscar.br) on 2017-01-12T13:03:50Z (GMT) No. of bitstreams: 1 MAGALHÃES_Raphaella_2014.pdf: 2191160 bytes, checksum: fcf55d3e818013ffdb2045bcec90cf2b (MD5) / Approved for entry into archive by Maria de Lourdes Mariano (lmariano@ufscar.br) on 2017-01-12T13:03:58Z (GMT) No. of bitstreams: 1 MAGALHÃES_Raphaella_2014.pdf: 2191160 bytes, checksum: fcf55d3e818013ffdb2045bcec90cf2b (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-12T13:04:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MAGALHÃES_Raphaella_2014.pdf: 2191160 bytes, checksum: fcf55d3e818013ffdb2045bcec90cf2b (MD5) Previous issue date: 2014-05-07 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Preliminary studies on reservoir Itupararanga indicate that the seasonal dynamics of plankton community is not being strongly controlled by bottom-up forces. Cianobactéria Cylindrospermopsis raciborskii and clorofícea Monoraphidium contortum are the dominant phytoplankton species in this reservoir. Bosmina freyi, recently described, is the dominant zooplankton in Itupararanga and there is no records of studies feeding habits of this specie. Therefore, the present study aims to assess the importance of the cladoceran Bosmina freyi as consumers of phytoplankton species: Monoraphidium contortum and Cylindrospermopsis raciborkii to better understand the ecological role of this organism in the planktonic food web in reservoir Itupararanga. M. contortum and three types of strain C.raciborskii, toxic strain (Cy.tox), strain with large filaments (Cy.grd) and strain with small filaments (Cy.peq) where ofered for Bosmina freyi. For each treatment, were calculated the density, cell volume, biovolume before and after incubation with B. freyi.Also calculated the ingestion and filtration rates. Qualitative models have also been made to describe and make predictions on the plankton community Itupararanga when there are changes in the population of Chaoborus sp. It was noted that B. freyi is able to efficiently ingest C.raciborskii including toxic strain, but presented difficulties in filter and ingest filaments of Cy.grd.Besides, B.freyi seems to be able to cut up filaments of C.raciborskii for ingestion. No food preference was observed by M.contortum. Qualitative models made in this study corroborate the hypothesis that seasonal variations in plankton reservoir Itupararanga may be being controlled by top-down forces due the presence of Chaoborus sp. / Estudos preliminares no Reservatório de Itupararanga indicam que a dinâmica sazonal da comunidade planctônica não está sendo fortemente controlada por forças botton-up. A cianobactéria Cylindrospermospisi raciborskii e a clorofícea Monoraphidium contortum são as espécies fitoplanctônicas dominantes neste reservatório. Bosmina freyi, espécie descrita recentemente, é a dominante do zooplâncton em Itupararanga e não há registros de estudos sobre os hábitos alimentares desta espécie. Devido a isso o presente trabalho pretende avaliar a importância do cladócero Bosmina freyi como consumidor das espécies fitoplanctônicas: Monoraphidium contortum e Cylindrospermopsis raciborkii para melhor entender o papel ecológico deste organismo na teia alimentar planctônica no reservatório de Itupararanga. Foram oferecidos M. contortum e três tipos de cepa C.raciborskii, cepa tóxica (Cy.tox), cepa com filamentos grandes (Cy.grd) e cepa com filamentos pequenos (Cy.peq) para Bosmina freyi. Para cada tratamento, calcularam-se as densidades, volumes celulares, biovolumes antes e depois do período de incubação com B. freyi, além disso, foram calculadas as taxas de filtração e ingestão. Foram feitos também modelos qualitativos para descrever e fazer previsões na comunidade planctônica do reservatório de Itupararanga quando há alterações na população de Chaoborus sp.Observou-se que B. freyi é capaz de ingerir eficientemente C.raciborskii inclusive a cepa tóxica, porém apresentou dificuldades em filtrar e ingerir filamentos de Cy.grd. Além disso, B.freyi parece ser capaz de cortar filamentos de C.raciborskii para ingestão. Não foi observado preferência alimentar por M.contortum. Os modelos qualitativos feitos neste estudo corroboram com a hipótese de que as variações sazonais do plâncton no reservatório de Itupararanga podem estar sendo controladas por forças top-down pela presença de Chaoborus sp.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:51:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1647302 bytes, checksum: 907782aa4c5aca00a3a2aaadedd6d8f0 (MD5) Previous issue date: 2012-07-06 / Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais / Cyanobacteria used for centuries as a food has antioxidant mechanisms highly developed and production capacity higher than any other agricultural system, presenting a great potential as a source of natural antioxidant compounds, and various other compounds. One of the factors that interfere with the metabolism of photosynthetic organisms is the level of incident light, yet for cyanobacteria are not well understood the relations between luminosity, bioactive compounds and antioxidant activity. Under this approach, the objective of this study was to determine the influence of different light intensities on antioxidant activity of cyanobacteria of the genus Nostoc spp., and on the levels of some of the main antioxidant compounds found in their cells: the pigments phycobiliproteins (phycocyanin, allophycocyanin and phycoerythrin), carotenoids and chlorophyll, and phenolic compounds. The antioxidant activity was determined by the percentage of inhibition of the radical 2,2-diphenyl-1-picryl hydrazyl (DPPH ) and phenols were determined using the Folin-Cicalteau. The data from this study demonstrated that significant variations can occur for the pigment and antioxidant activity between narrow bands of light intensity, thus, a precise definition of the intensity applied through response curves previously constructed is necessary in according to biotechnological interest in question. The lowest intensities were more advantageous in terms of yield pigments, antioxidant potential and phenolic compounds. The decreased level of chlorophyll and phycobiliproteins in higher irradiances were observed, probably being prevention against photo-oxidative damage caused by free radical generation. However, for carotenoids was observed in some instances increase the content of higher irradiances, which could reflect their function as heat sinks of the light energy absorbed in excess and as antioxidant agents of the photosynthetic apparatus. The phycobiliproteins was the major contributor to total antioxidant status at lower intensities, while for higher intensities are the carotenoids. However, not always the behaviors observed were similar between the biocompostos contents and antioxidant activity, since this relationship may prove to be quite complex, requiring a qualitative and quantitative determination of many compounds that may have antioxidant properties and use of highly purified extracts. In addition, the methodology used to determine the antioxidant activity could also be a source of variation, generating inconsistent results between the content of bioactive compounds and antioxidant activity. / As cianobactérias, utilizadas há séculos como alimento, possuem mecanismos antioxidantes altamente desenvolvidos e produtividade superior a qualquer outro sistema agrícola, apresentando, portanto grande potencial como fonte de compostos antioxidantes naturais, além de vários outros biocompostos. Um dos fatores que mais interferem no metabolismo dos organismos fotossintetizantes é o nível de luz incidente, todavia para cianobactérias não são bem comprendidas as relações entre luminosidade, compostos bioativos e atividade antioxidante. Sob este enfoque, o objetivo deste trabalho foi determinar a influência de diferentes intensidades luminosas sobre a atividade antioxidante de cianobactérias do gênero Nostoc spp., e sobre os níveis de alguns dos principais compostos antioxidantes presentes em suas células: os pigmentos ficobiliproteínas (ficocianina, aloficocianina e ficoeritrina), carotenóides e clorofila a, além de compostos fenólicos. A atividade antioxidante foi determinada pelo percentual de inibição do radical 2,2-difenil-1-picril hidrazil (DPPH ) e os fenóis foram determinados pelo método Folin-Cicalteau. Os dados deste trabalho mostraram que variações significativas podem ocorrer para os teores de pigmentos e atividade antioxidante entre faixas de intensidade luminosas estreitas; assim, uma definição precisa da intensidade aplicada, através de curvas de resposta previamente construídas é necessária de acordo com o interesse biotecnológico em questão. As menores intensidades se mostraram mais vantajosas em termos de rendimento de pigmentos, potencial antioxidante e conteúdo de compostos fenólicos. A diminuição do teor de clorofila a e ficobiliproteínas em maiores irradiâncias foram observadas, sendo provavelmente uma estratégia de prevenção contra o dano foto-oxidativo ocasionado pela geração de radicais livres. No entanto, para carotenóides, observou-se em alguns momentos aumento do conteúdo em maiores irradiâncias, o que poderia refletir suas funções como dissipadores da energia luminosa absorvida em excesso e como agentes antioxidantes do aparato fotossintético. As ficobiliproteínas foram as maiores contribuintes para totalidade da defesa antioxidante nas menores intensidades, enquanto que para as maiores intensidades foram os carotenóides. No entanto, nem sempre foram observados comportamentos semelhantes entre os teores de biocompostos e a atividade antioxidante, já que esta relação pode se mostrar bastante complexa, sendo necessária uma determinação quali e quantitativa dos inúmeros compostos que podem apresentar propriedades antioxidantes e utilização de extratos altamente purificados. Além disso, a própria metodologia utilizada para a determinação da atividade antioxidante também poderia ser uma fonte de variação, gerando resultados inconsistentes entre o teor de compostos bioativos e atividade antioxidante.

Capes / A eutrofização atinge diversos reservatórios de abastecimento de água, causando problemas principalmente da ordem operacional e comprometimento da qualidade da água para a população. Algumas tecnologias de tratamento de água passam por um processo de aperfeiçoamento e outras surgem para melhorar a eficiência do tratamento. Este trabalho teve por objetivo avaliar a remoção de cianobactérias e cianotoxinas por meio de coagulação com Moringa oleifera, seguida de microfiltração e nanofiltração. Sendo assim a primeira etapa do trabalho foi o cultivo em laboratório da cianobactéria Microcystis aeruginosa e a determinação de curvas de crescimento deste microrganismo. Na seqüência foram realizados ensaios para verificar a as melhores condições de coagulação/floculação/sedimentação com a solução coagulante de M. oleifera (1%), como respostas foram utilizadas a remoção de células da M. aeruginosa e a redução da turbidez. Foram avaliadas as seguintes variáveis: tempo de coagulação; velocidade rápida, tempo de floculação, velocidade lenta, tempo de sedimentação, turbidez inicial, quantidade de solução coagulante. Em seguida o processo de coagulação/floculação/sedimentação foi associado à microfiltração, nesta etapa foi realizada com água do cultivo e água da Represa do Passaúna –PR contaminada com o cultivo da M. aeruginosa. Por fim, devido à M. aeruginosa cultivada ser tóxica e produtora de microcistina avaliou-se a coagulação/floculação/sedimentação associada à nanofiltração. Os resultados indicam que as melhores condições de coagulação e floculação foram com 2 minutos de coagulação a 80 rpm, e 18 minutos para floculação a 13 rpm tendo uma remoção de células de 95,6 % e uma redução da turbidez de 97,5%. Verificou-se que 60 minutos de sedimentação já foi suficiente para remoções acima de 90% da cianobactéria, e 95% de redução da turbidez. Com relação à quantidade de solução coagulante observou-se um aumento na eficiência dos processos com o aumento da quantidade da solução coagulante, porém em 70 mg essa remoção já não tem grandes variações. A associação da coagulação/floculação/sedimentação com a microfiltração foi positiva, pois após 60 minutos a turbidez chegou a 0 uT e a ausência de células de M. aeruginosa. A retenção da microcistina com a nanofiltração apresentou uma retenção de 87,3% no início, porém com o decorrer do tempo este valor apresentou uma queda para 58,0%. Em resumo, pode-se considerar a associação da o uso da M. oleifera como coagulante com a microfiltração como uma boa alternativa para redução de turbidez e remoção de cianobactérias, assim como o uso da nanofiltração para remoção de microcistina. / The eutrophication affects many reservoirs of water, causing problems, specially the commitment of operational and water quality for the population. Some water treatment technologies go through a process of improvement and others appear to improve treatment efficiency. This work aimed to evaluate the removal of cyanobacterial and cyanotoxins through coagulation with Moringa oleifera, followed by microfiltration and nanofiltration. Thus the first stage of work was growing in the laboratory of the cyanobacterial Microcystis aeruginosa and determination of growth curves of this microorganism. Following tests were conducted to verify the optimal conditions for coagulation/flocculation/sedimentation with coagulant solution of M. oleifera (1%) were used in response to removal of cells from M. aeruginosa and reduced turbidity. The following variables were evaluated: coagulation time, fast speed, time of flocculation, slow speed, time of sedimentation, turbidity initial amount of the coagulant solution. Then the process of coagulation/flocculation/ sedimentation was associated with microfiltration this step was carried out with water end crop water of Passaúna –PR contaminated with the cultivation of M. aeruginosa. Finally, due to M. aeruginosa grown to be toxic microcystin producing and evaluate produce the coagulation/flocculation/sedimentation associated with nanofiltration. The results indicate that optimum conditions for coagulation and flocculation were clotting with 2 minutes at 80 rpm, and 18 minutes for flocculation at 13 rpm with a removal of cells and a 95,6% reduction in turbidity of 97,5%. It was found that 60 minutes was enough sediment removal for over 90% of the cyanobacterial, and 95% reduction in turbidity. With respect to the amount of coagulant solution was observed an increase in process efficiency by increasing the amount of coagulant solution, but at 70 mg such removal no longer has large variations. The association of coagulation /flocculation/sedimentation with microfiltration was positive, because after 60 minutes reached the turbidity 0 uT and the absence of cells of M. aeruginosa. The retention of microcystin with nanofiltration showed a retention of 87,3% at the beginning, but with the passage of time this value showed a decrease to 58,0%. In summary, one can consider adding the use of M. oleifera as a coagulant with microfiltration as a good alternative to reduce turbidity and removal of cyanobacterial, as well as the use of nanofiltration removal of microcystin.

Capes / A eutrofização atinge diversos reservatórios de abastecimento de água, causando problemas principalmente da ordem operacional e comprometimento da qualidade da água para a população. Algumas tecnologias de tratamento de água passam por um processo de aperfeiçoamento e outras surgem para melhorar a eficiência do tratamento. Este trabalho teve por objetivo avaliar a remoção de cianobactérias e cianotoxinas por meio de coagulação com Moringa oleifera, seguida de microfiltração e nanofiltração. Sendo assim a primeira etapa do trabalho foi o cultivo em laboratório da cianobactéria Microcystis aeruginosa e a determinação de curvas de crescimento deste microrganismo. Na seqüência foram realizados ensaios para verificar a as melhores condições de coagulação/floculação/sedimentação com a solução coagulante de M. oleifera (1%), como respostas foram utilizadas a remoção de células da M. aeruginosa e a redução da turbidez. Foram avaliadas as seguintes variáveis: tempo de coagulação; velocidade rápida, tempo de floculação, velocidade lenta, tempo de sedimentação, turbidez inicial, quantidade de solução coagulante. Em seguida o processo de coagulação/floculação/sedimentação foi associado à microfiltração, nesta etapa foi realizada com água do cultivo e água da Represa do Passaúna –PR contaminada com o cultivo da M. aeruginosa. Por fim, devido à M. aeruginosa cultivada ser tóxica e produtora de microcistina avaliou-se a coagulação/floculação/sedimentação associada à nanofiltração. Os resultados indicam que as melhores condições de coagulação e floculação foram com 2 minutos de coagulação a 80 rpm, e 18 minutos para floculação a 13 rpm tendo uma remoção de células de 95,6 % e uma redução da turbidez de 97,5%. Verificou-se que 60 minutos de sedimentação já foi suficiente para remoções acima de 90% da cianobactéria, e 95% de redução da turbidez. Com relação à quantidade de solução coagulante observou-se um aumento na eficiência dos processos com o aumento da quantidade da solução coagulante, porém em 70 mg essa remoção já não tem grandes variações. A associação da coagulação/floculação/sedimentação com a microfiltração foi positiva, pois após 60 minutos a turbidez chegou a 0 uT e a ausência de células de M. aeruginosa. A retenção da microcistina com a nanofiltração apresentou uma retenção de 87,3% no início, porém com o decorrer do tempo este valor apresentou uma queda para 58,0%. Em resumo, pode-se considerar a associação da o uso da M. oleifera como coagulante com a microfiltração como uma boa alternativa para redução de turbidez e remoção de cianobactérias, assim como o uso da nanofiltração para remoção de microcistina. / The eutrophication affects many reservoirs of water, causing problems, specially the commitment of operational and water quality for the population. Some water treatment technologies go through a process of improvement and others appear to improve treatment efficiency. This work aimed to evaluate the removal of cyanobacterial and cyanotoxins through coagulation with Moringa oleifera, followed by microfiltration and nanofiltration. Thus the first stage of work was growing in the laboratory of the cyanobacterial Microcystis aeruginosa and determination of growth curves of this microorganism. Following tests were conducted to verify the optimal conditions for coagulation/flocculation/sedimentation with coagulant solution of M. oleifera (1%) were used in response to removal of cells from M. aeruginosa and reduced turbidity. The following variables were evaluated: coagulation time, fast speed, time of flocculation, slow speed, time of sedimentation, turbidity initial amount of the coagulant solution. 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The association of coagulation /flocculation/sedimentation with microfiltration was positive, because after 60 minutes reached the turbidity 0 uT and the absence of cells of M. aeruginosa. The retention of microcystin with nanofiltration showed a retention of 87,3% at the beginning, but with the passage of time this value showed a decrease to 58,0%. In summary, one can consider adding the use of M. oleifera as a coagulant with microfiltration as a good alternative to reduce turbidity and removal of cyanobacterial, as well as the use of nanofiltration removal of microcystin.

Submitted by Franciele Moreira (francielemoreyra@gmail.com) on 2018-07-25T13:41:21Z No. of bitstreams: 2 Tese - Aline de Arvelos Salgado - 2018.pdf: 8292746 bytes, checksum: b28ed506e404b8c0b4373382d667712a (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2018-07-26T10:41:59Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Tese - Aline de Arvelos Salgado - 2018.pdf: 8292746 bytes, checksum: b28ed506e404b8c0b4373382d667712a (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-26T10:41:59Z (GMT). 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Thus, the present study aimed to combine several methods of data acquisition, mainly obtaining continuously, such as the use of sensors for in situ evaluation of phytoplankton, especially cyanobacteria, through the detection of chlorophyll-a and phycocyanin, as well as the use of remote sensing for phytoplankton monitoring and with this information to build water quality prediction scenarios through mathematical modeling. The procedure aimed to improve data acquisition, especially the spatialization of data. For this purpose, the dynamics and water quality of the João Leite reservoir was characterised over 30 months using physical, chemical and biological parameters and trophic status index, to know the seasonality of the quality of the of the water body and present the main parameters and factors of water quality change. A continuous and spatial phytoplankton monitoring method was proposed for mapping concentrations of chlorophyll- a and cyanobacteria from Sentinel-2 satellite images with in situ and inferential observations to evaluate the performance of these to provide information on cyanobacterial blooms. The CE-QUAL-W2 model was calibrated from field data to evaluate the water quality dynamics and hydrodynamics of the reservoir. As a result, João Leite reservoir presented characteristic and similar patterns of the variation of the parameters in hydrological periods, and the results showed that the use and the occupation of the soil reflect in the characteristics of the quality of the water. In the majority of the evaluated points and times, good oxygenation of the waters and low concentrations of nutrients were demonstrated, being proved by the trophic state indexes. Both chlorophyll-a and cyanobacteria showed correlation between data measured in situ and estimated. The results can considered satisfactory since with the data of reflectance it was possible to validate the atmospheric correction, and the maps of estimate of chlorophyll- a and cyanobacteria presented the places and the months more prone to the greater proliferation of cyanobacteria. Thus, these results demonstrate the importance of the use of remote sensing for the monitoring of water quality, since with the use of this tool there is greater possibility of point coverage, being able to have a synoptic visualisation of the studied environment, identifying the most subject areas to the proliferation of cyanobacteria. The results of the modeling indicate that the reservoir presents periodic stratification, and in the warmer months the stratification is more evident and that in the colder months a mixture of the water column is noticed, possibly due to in those months there are more incidental winds in the region. In general, the highest values ​​of algae and cyanobacteria occur in the warmer months, where there is a higher solar incidence and larger periods of thermal stratification occur. It was also presented that the amount of algae and cyanobacteria on the surface changes the amount of oxygen dissolved in the surface region while the demand for sediment oxygen may be associated with both the oxygen consumption in the sediments and can also be used as a way to simulate the consumption of oxygen by the submerged organic matter, which is visible in the shallower areas of the reservoir. The results of the CE-QUAL-W2 model provided a comprehensive understanding of the spatial and temporal dynamics of the parameters analyzed during the modeling periods. The application of this model with the integration of fluorometers and remote sensing for the evaluation of water quality, should be better suited to water resource managers, to help them better understand the dynamics of physicochemical and biological processes and to be used as a warning system in cases of cyanobacteria blooms and to propose the best mitigation strategies. / Reservatório de água lênticos, rasos, com grande área de superfície e longos tempos de retenção hidráulica apresentam condições propícias para o desenvolvimento de cianobactérias. Devido o potencial risco que cianobactérias podem causar a saúde pública, evidencia-se a importância do gerenciamento dos corpos hídricos a fim de controlar as florações tóxicas, principalmente em reservatórios destinados ao abastecimento público. Assim, há uma clara necessidade de desenvolver técnicas que possam auxiliar os monitoramentos existentes, com a possibilidade de estender a área de abrangência em programas de monitoramento. O objetivo geral dessa pesquisa é avaliar um método de monitoramento contínuo e espacial de fitoplâncton, especialmente quanto à presença de cianobactérias, por meio da ficocianina e clorofila “a”, de modo a se ter informações de qualidade da água, para efetuar a previsão de cenários da dinâmica de cianobactérias, empregando modelagem matemática. Para tanto, foi caracterizada a dinâmica e a qualidade das águas do reservatório João Leite, ao longo de 30 meses, por meio de análises dos parâmetros físicos, químicos e biológicos, e índice de estado trófico, a fim de conhecer a sazonalidade da qualidade da água do corpo hídrico e apresentar os principais parâmetros e fatores de alteração da qualidade das águas. Foi proposto um método de monitoramento contínuo e espacial de fitoplâncton, para confecção de mapas de concentrações de clorofila “a” e cianobactérias a partir de imagens do satélite Sentinel-2, com observações in situ e a partir de inferências, para avaliar o desempenho desses em fornecer informações sobre proliferações de cianobactérias. Por último, o modelo CE-QUAL-W2 foi calibrado a partir de dados obtidos em campo, para avaliar a dinâmica da qualidade da água e hidrodinâmica do reservatório. Como resultado, o reservatório João Leite apresentou padrões característicos e semelhantes da variação dos parâmetros em períodos hidrológicos e os resultados demonstraram que o uso e a ocupação do solo refletem nas características da qualidade da água. Na maior parte dos pontos e tempos avaliados, foram apresentadas boa oxigenação das águas e baixas concentrações de nutrientes, sendo comprovados pelos índices de estado trófico. Tanto a clorofila “a” quanto cianobactérias demonstraram correlações entre os dados medidos in situ e os estimados. Os resultados podem ser considerados satisfatórios, uma vez que com os dados de refletância foi possível validar a correção atmosférica e os mapas de estimativa de clorofila “a” e cianobactérias apresentaram os locais e os meses mais propensos à maior proliferação de cianobactérias. Assim, esses resultados demonstram a importância do uso do sensoriamento remoto para o monitoramento da qualidade das águas, uma vez que com o uso dessa ferramenta há maior possibilidade de abrangência de pontos, podendo ter uma visualização sinóptica do ambiente estudado, identificando as áreas mais sujeitas à proliferação de cianobactérias. Os resultados da modelagem indicam que o reservatório tem a tendência a se comportar com estratificação periódicas, sendo que nos meses mais quentes a estratificação é mais evidente e que nos meses mais frios uma mistura da coluna d’água é notada, possivelmente em função de que nesses meses há mais ventos incidentes na região. De um modo geral, os maiores valores de algas e cianobactérias ocorrem nos meses mais quentes, em que há maior incidência solar e ocorre maiores períodos de estratificação térmica. Foi ainda apresentado que a quantidade de algas e cianobactérias na superfície altera a quantidade de oxigênio dissolvido na região da superfície enquanto a demanda por oxigênio sedimentar, pode estar associado tanto ao consumo de oxigênio nos sedimentos quanto pode ser também usada como forma de simular o consumo de oxigênio pela matéria orgânica submersa, que é visível nas áreas mais rasas do reservatório. Dessa forma, foi apresentado que os resultados do modelo CE-QUAL-W2 forneceram uma compreensão abrangente da dinâmica espacial e temporal dos parâmetros analisados durante os períodos modelados. A aplicação deste modelo com a integração do uso de fluorômetros e sensoriamento remoto para a avaliação da qualidade da água, devem ser mais indicados aos gestores de recursos hídricos, para auxiliá-los a entender melhor a dinâmica dos processos físico- químicos e biológicos e principalmente para serem utilizados como um sistema de alertas em casos de florações de cianobactérias, para que possam propor as melhores estratégias de mitigação.

Submitted by (edna.saturno@ufrpe.br) on 2016-06-29T15:52:10Z No. of bitstreams: 1 Nisia Karine C Vasconcelos Aragao.pdf: 3206270 bytes, checksum: e88b27fe7c6732478bbfce0177933804 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-29T15:52:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nisia Karine C Vasconcelos Aragao.pdf: 3206270 bytes, checksum: e88b27fe7c6732478bbfce0177933804 (MD5) Previous issue date: 2011-02-07 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / Cyanobacteria occur in aquatic ecosystems in Brazil, especially in the semiarid region, are mostly responsible for the formation of blooms, and thus the increase of this phenomenon has been increasing concern because of its potential to release toxins. These organisms show a great morphological variability that reflect the taxonomic difficulties. This study aimed to perform a taxonomic study of cyanobacteria in 19 reservoirs of Pernambuco state, describing their morphological characteristics, with illustrations and geographical distribution, and quantify the population. Were 42 samples in the period between February 2009 and January 2010. The samples for qualitative and quantitative analysis of cyanobacteria were collected with a van Dorn bottle at a single point in the environment near the shore and in the subsurface. For the taxonomic study, samples were analyzed by optical microscope and was used identification keys in articles and specialized books. The quantitative analysis was performed using an inverted microscope by the method of Utermöhl. The count was performed on random fields, and the results expressed as densities (cel.mL-1), and from these, certain biomass of cyanobacteria. There were 23 taxa, distributed in Chroococcales, and Oscillatoriales Nostocales these, 11 were cited for the first time for the state of Pernambuco. In Alagoinha, Carpina Ingazeira were recorded and the highest species richness (10 spp.). Cylindrospermopsis raciborskii (Woloszynska) Seenaya & Subba Raju and Geitlerinema amphibium (Agardh ex Gomont) Anagnostidis were the only taxa with more occurrence (84.21% and 68.42%, respectively). The highest cell density was about 5x1010 cel.mL-1, registered in Venturosa. 14 reservoirs in the densities of cyanobacteria were above 106 cel.mL-1, while the reservoirs Bitury, Jazigo, Pastora, Saco I and Santo Antonio dos Palmares densities were between 104 and 105cel.mL-1. Two Unas fortunate and had the highest biomass recorded by Merismopedia tenuissima Lemmermann (74x103 mg.L-1) and Microcystis sp. (42x103 mg.L-1), respectively. / As cianobactérias ocorrentes nos ecossistemas aquáticos do Brasil, principalmente na região semiárida, são em sua maioria, responsáveis pelas formações de florações, e desta forma, o aumento deste fenômeno tem sido cada vez mais preocupante devido ao seu potencial em liberar toxinas. Tais organismos apresentam grande variabilidade morfológica que refletem dificuldades aos estudos taxonômicos. O presente trabalho objetivou realizar um estudo taxonômico das cianobactérias em 19 reservatórios do estado de Pernambuco, descrevendo suas características morfológicas, apresentando ilustrações e distribuição geográfica, além de quantificar as populações. Foram realizadas 42 amostragens no período entre fevereiro de 2009 e janeiro de 2010. As amostras para análises quali-quantitativas das cianobactérias foram coletadas com garrafa de van Dorn, em um único ponto do ambiente, próximo à margem e na subsuperfície. Para o estudo taxonômico, as amostras foram analisadas em microscópio óptico e foram utilizadas chaves de identificação em artigos e livros especializados. A análise quantitativa foi realizada em microscópio invertido através do método de Utermöhl. A contagem foi procedida em campos aleatórios, e os resultados expressos em densidades (cel.mL-1), e a partir destas, determinadas as biomassas das cianobactérias. Foram identificados 23 táxons, distribuídos em Chroococcales, Oscillatoriales e Nostocales, destes, 11 foram citados pela primeira vez para o estado de Pernambuco. Em Alagoinha, Carpina e Ingazeira foram registradas as maiores riquezas de espécies (10 spp.). Cylindrospermopsis raciborskii (Woloszynska) Seenaya & Subba Raju e Geitlerinema amphibium (Agardh ex Gomont) Anagnostidis foram os únicos táxons com maior número de ocorrência (84.21% e 68.42%, respectivamente). A maior densidade celular foi cerca de 5x1010 cel.mL-1, registrada em Venturosa. Em 14 reservatórios estudados as densidades de cianobactérias estiveram acima de 106 cel.mL-1, enquanto que nos reservatórios Bitury, Jazigo, Pastora, Saco I e Santo Antonio dos Palmares as densidades estiveram entre 104 e 105cel.mL-1. Venturosa e Duas Unas apresentaram as maiores biomassas registradas por Merismopedia tenuissima Lemmermann (74x103 mg.L-1) e Microcystis sp. (42x103 mg.L-1), respectivamente.

Atualmente, as perdas econômicas são uma realidade devido ao problema de off flavor em pescado, ocasionados pela qualidade da água dos criatórios e pelo manejo empregado no cultivo, nem sempre satisfatórios. Buscou-se a avaliação microbiológica, físico-química e sensorial dos peixes, com a finalidade de detectar prováveis alterações que estivessem comprometendo a qualidade do pescado. Com o objetivo de detectar e controlar o off flavor em tilápias cultivadas foi sugerido a depuração antes da distribuição e venda e a utilização da defumação como meio de mascarar este problema. O monitoramento da qualidade do pescado iniciou-se com as análises microbiológicas, físico-químicas e biológica da água dos tanques de cultivo e de depuração. Os peixes provenientes de área de cultivo do Estado de São Paulo, região de Artur Nogueira, da espécie tilápia do Nilo, Oreochromis niloticus, foram submetidos à depuração (3, 5 e 7 dias) e a seguir foram eviscerados e filetados. Os peixes submetidos à depuração e o controle foram comparados entre si para posterior escolha do melhor tempo para depuração; estes, não apresentaram diferenças significativas (p>0,05) para composição centesimal, nitrogênio não protéico - NNP, bases nitrogenadas voláteis totais - BNVT e pH nos tempos de depuração. O processo de depuração provocou perda de peso mais intensa nos três primeiros dias de depuração. Através das análises sensoriais verificou-se que os peixes, que corresponderam ao controle, apresentaram maior intensidade de off flavor quando comparados aos demais. A depuração por 3 dias para o atributo odor apresentou eficiência semelhante, estatisticamente (Teste F), ao tratamento por 5 dias porém, foi considerada diferente do tratamento por 7 dias. Para o atributo sabor os tratamentos de 3, 5 e 7 dias não diferiram, estatisticamente, entre si. A água do tanque de cultivo apresentou problemas de eutrofização e presença de geosmina, ao contrário da água do tanque de depuração que apresentou-se límpida e ausente de geosmina. Os peixes que não sofreram depuração (controle), foram submetidos à defumação. Os filés de peixe in natura e os defumados foram comparados entre si, quanto a composição centesimal e verificou-se que estes foram afetados significativamente (Teste F). Para o nitrogênio não protéico - NNP, as bases nitrogenadas voláteis totais - BNVT e o pH não houve alteração significativa (p>0,05) quanto aos tratamentos. Através das análises sensoriais verificou-se que os peixes in natura apresentaram maior intensidade de off flavor quando comparados aos defumados. Para os atributos odor e sabor houve diferença significativa (p>0,05) entre os tratamentos. O processo de depuração permitiu bons resultados quanto a eliminação de off flavor da tilápia, pois, através das análises realizadas, pode-se aferir o tempo ideal de 5 dias de depuração conduzida em um tanque com água corrente e limpa. Quando se comparou o pescado defumado com o pescado in natura, o primeiro recebeu uma maior aceitação pelos degustadores. O processo de defumação é uma forma de mascarar a presença do off flavor; é um processo simples, pouco oneroso e que pode ser adotado prontamente pelos produtores como forma de agregar valor ao pescado. / Currently, economic losses are a reality due to the fish off flavor provoked by the handling used in the culture and by the water quality of the fish tanks, which are not always satisfactory. Microbiological, physical-chemical and sensory evaluations of the fish were carried out in order to detect probable alterations that would compromise the fish quality. The off flavor detection, as well as, the suggestion for depuration before distribution and sale, and the use of the smoking as a way of disguising this problem were the objectives of this research. Microbiological, physical-chemical and biological analyses of the waters in the fish and the depuration ponds were performed to monitor the quality of the fish. The fish– Nile Tilapias (Oreochromis niloticus) from the area of Arthur Nogueira, in the State of São Paulo – was submitted to the depuration (3, 5 and 7 days). The fish submitted to the depuration and the control fish were compared in order to find the best depuration period. No significant differences (p>0.05) for centesimal composition, non-protein nitrogen - NNP, total base volatile nitrogen BNVT, and pH were found among the depuration periods. The depuration process provoked a more intense weight loss in the first three days for depuration. Through the sensory analyses, we could verify that the control fish presented a greater off flavor intensity than the others. The three-day depuration showed a similar statistical efficiency (F Test) than that of the five-day treatment, but differed from that of the 7-day treatment. As for the flavor attribute, the 3, 5, and 7-day treatments did not show a significant difference, statistically. The water in the fish pond presented eutrophization problems and presence of geosmine, whereas the water in the depuration pond was clear and geosmine-free. The fish that did not go through depuration (control) were submitted to smoking. Fresh fish fillets were compared to the smoked ones. As to the centesimal composition, we verified that they were significantly affected (F Test). As to non-protein nitrogen – NNP, total base volatile nitrogen – BNVT and pH, there were no significant changes (p>0.05) either among the treatments. Through sensory analysis, we verified that the fresh fish presented a more intense off flavor than the smoked ones. As to odor and flavor, there was a significant (p>0.05) difference among the treatments. The depuration process was efficient in the elimination of the off-flavor in the tilapia, for, according to our analyses, we could conclude that the ideal period for this elimination was 5 days of depuration, carried out in a pond with clean running water. When compared to the fresh fish, the smoked fish was better accepted by the panelists. The smoking process is a way of disguising the off flavor; it is a simple, inexpensive process, which can be readily adopted by producers a way of adding value to the fish.

CAPES; CNPq; Fundação Araucária / O conhecimento das alterações ecológicas em um reservatório é de grande relevância para estudos de impacto ambiental e de avaliação de qualidade da água, sobretudo, o conhecimento da estrutura da comunidade fitoplanctônica, que têm uma importância fundamental dentro dos ecossistemas aquáticos, pois respondem de forma rápida às mudanças físicas e químicas da água, e contribuem de forma acentuada para a produção de matéria orgânica. O objetivo deste trabalho foi analisar a composição e abundância da comunidade fitoplanctônica sob influência das variáveis abióticas dentro de um eixo longitudinal em quatro reservatórios em cascata destancando a importância das populações de cianobactérias. Localizados no estado do Paraná, os reservatórios das Hidreléticas do rio Iguaçu; Foz do Areia, Salto Segredo, Salto Santiago e Salto Caxias foram escolhidos como área de estudo porque recebem alta carga de nutrientes de origem antrópica, com elevadas concentrações de fósforo e nitrogênio, e como consequência, a formação de frequentes florações. Para realização do estudo foram coletadas amostras para análise das variáveis abióticas e bióticas em doze pontos no reservatório de Foz do Areia, e em nove pontos nos demais reservatórios (Segredo, Santiago e Caxias), distribuídos da seguinte forma: três na região fluvial, três na intermediária e três na região lacustre, nos meses de novembro de 2012, fevereiro de 2013 e outubro de 2013. As amostras qualitativas de fitoplâncton foram coletadas através de uma rede de plâncton, e as quantitativas foram coletadas diretamente do ambiente. Todas as amostras foram fixadas imediatamente. A identificação das espécies foi realizada com o auxílio de um microscópio comum, enquanto a contagem dos indivíduos foi realizada utilizando câmara de sedimentação tubular em microscópio invertido. Foram feitas análises dos parâmetros físicos e químicos da água. Durante o período estudado foram registrados 232 táxons no total que pertenceram a 10 classes. As cianobactérias foram dominantes nos quatro reservatórios estudados, sendo responsável pelas florações ocorridas, principalmente sob influência das densidades de Microcystis aeruginosa e Sphaerocavum brasiliense nos reservatórios de Foz do Areia e Salto Segredo, nos meses de novembro de 2012 e fevereiro de 2013. A dominância de cianobactérias associadas à elevada temperatura e concentração de nutrientes nos reservatórios, mostram que o rio Iguaçu está passando por um intenso processo de degradação ambiental, que pode ameçar a integridade das comunidades biológicas e causar sérios danos à saúde do ecossistema como um todo. / Knowledge of ecological changes in a reservoir is of great relevance to the study environmental impact and of the water quality, especially the knowledge of phytoplankton community estructure, that has a role importante in aquatic ecosystems, which respond quickly to physical and chemical changes of the water, and markedly contribute to the production of organic matter. The objective of this work was to analyze the composition and abundance of phytoplankton under the influence of abiotic variables along a longitudinal axis in four reservoirs in a cascade system, emphasizing the importance of cyanobacteria populations. Located in the state of Parana, the reservoirs of hydroeletric stations of the Iguaçu River, namely, Foz do Areia, Salto Segredo, Salto Caxias and Salto Santiago, were chosen as the study area because they receive high nutrient load of anthropogenic origin, which contributes to increased concentrations of nitrogen and phosphorus, and consequently the formation of frequent blooms. To conduct this study were collected samples for analysis of abiotic and biotic variables in twelve points in the reservoir of Foz do Areia and nine points in the other reservoirs (Segredo, Santiago e Caxias), distributed as follows: three in river region, three in the intermediate region and three in the lake region, in November 2012, February 2013 and October 2013. Qualitative samples of phytoplankton were collected through a plankton net, and quantitative were collected directly from the environment. All samples were fixed immediately. The identification of the species was made with the aid of an common microscope, while the phytoplankton counting was made tubular sedimentation chamber using an inverted microscope. Analysis of physical and chemical parameters of water were made. During the study period, a total of 232 taxa were recorded that belonged to 10 classes. The cyanobacteria were dominant in the four reservoirs studied, being responsible for blooms occurred mainly under the influence of Microcystis aeruginosa and Sphaerocavum brasiliense densities in the reservoirs in Foz do Areia and Salto Segredo in November 2012 and February 2013. The dominance of cyanobacteria associated with high temperature and nutrient concentration in the reservoirs, show that the Iguazu River is undergoing an intense process of environmental degradation, which can threaten the integrity of biological communities and cause serious damage to the health of the ecosystem as a whole.

Conselho Nacional do Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Estudos relatam que a matéria orgânica proveniente das células de cianobactérias é um importante precursor na formação de subprodutos da desinfecção (DBP), tais como trihalometanos totais (THM), o que é considerado indesejável, principalmente quando se adotam processos oxidativos avançados (POA) para o tratamento da água. Embora este processo induza a degradação dos compostos orgânicos, a mineralização completa destes pode não ser alcançada. Se o tratamento não for efetivo, a matéria orgânica é oxidada parcialmente, tendo como subproduto da oxidação o carbono orgânico assimilável (COA), podendo assim propiciar um aumento de precursores de trihalometanos. Este estudo teve por objetivo avaliar a formação de carbono orgânico assimilável ao partir do processo oxidativo UV/H2O2 de água contendo células de cianobactéria e a sua correlação com a formação de trihalometanos. O desenvolvimento experimental do estudo foi dividido em duas etapas principais, sendo: adaptação da metodologia padronizada para quantificação de COA, e ensaios foto-oxidativos em diferentes condições operacionais. Na primeira etapa, a metodologia padronizada com os organismos P-17 e NOX foi adaptada, substituindo-se a técnica de avaliação do crescimento microbiano usual (contagem por placas) pela técnica de citometria de fluxo. Na segunda etapa, foram realizados ensaios foto-oxidativos a partir da exposição de água contendo células de Microcystis aeruginosa ao processo oxidativo UV/H2O2 em diferentes dosagens de H2O2 (10, 25, 50, 75 e 100 mg L-1 ) a uma densidade celular de 250.000 cel mL-1 . Nesta etapa foram monitorados os parâmetros pH, residual de peróxido de hidrogênio, densidade de células de cianobactérias, carbono orgânico assimilável, carbono orgânico dissolvido (COD), e a formação de trihalometanos. A partir dos resultados obtidos, pode-se observar que a aplicação de processo UV/H2O2 no tratamento de águas com a presença de cianobactérias de fato contribui para a formação de COA, porém neste caso, essa formação não foi diretamente proporcional à formação de THM, como era esperado. Observou-se que enquanto a concentração de COA aumentou após a oxidação, o inverso ocorreu com a concentração de THM, o qual apresentou uma redução significativa após a oxidação. A concentração de COD obtida mostrou uma tendência similar a formação de THM, pois a concentração de ambos foi reduzida ao longo do processo oxidativo. Relacionando os dados de COD e COA pode-se observar que estes também apresentaram comportamento inverso. Enquanto a concentração de COD diminuiu, a de COA aumentou após a oxidação. Do ponto de vista da eficiência do processo UV/H2O2 na remoção de matéria orgânica proveniente de células de cianobactérias e (ou) precursores de DBP’s, a aplicação deste processo se mostrou uma alternativa factível no tratamento de águas contaminadas pela M. aeruginosa. / Studies have reported that organic matter from cyanobacteria cells is an important precursor in the formation of disinfection by-products (DBP), such as total trihalomethanes (THM), which is considered undesirable, especially when adopting advanced oxidative The treatment of water. Although this process induces the degradation of organic compounds, complete mineralization of these compounds may not be achieved. If the treatment is not effective, the organic matter is partially oxidized, with the assimilable organic carbon (AOC) as the by-product of oxidation, which may lead to an increase in trihalomethane precursors. This study aimed to evaluate the formation of organic carbon assimilable from the UV/H2O2 oxidative process of water containing cyanobacteria cells and its correlation with the formation of trihalomethanes. The experimental development of the study was divided into two main steps: adaptation of the standardized methodology for AOC quantification, and photo oxidative assays under different operating conditions. In the first step, the methodology standardized with the P-17 and NOX organisms was adapted, replacing the usual microbial growth evaluation technique (plate counting) using the flow cytometry technique. In the second step, photo-oxidative assays were performed from the exposure of water containing Microcystis aeruginosa cells to the UV/H2O2 oxidative process at different dosages of H2O2 (10, 25, 50, 75 and 100 mg L-1 ) at a density of 250.000 cell mL-1 . The pH, residual hydrogen peroxide, cell density of cyanobacteria, assimilable organic carbon, dissolved organic carbon (DOC), and the formation of trihalomethanes were monitored. From the obtained results, it can be observed that the application of UV/H2O2 process in the treatment of water contaminated by cyanobacteria does indeed contribute to the formation of AOC, however in this case, this formation was not directly proportional to the formation of THM, as Was expected. It was observed that while the concentration of AOC increased after oxidation, the inverse occurred with the concentration of THM, which showed a significant reduction after the oxidation. The DOC concentration obtained showed a tendency similar to THM formation, since the concentration of both was reduced throughout the oxidative process. Relating the data of DOC and AOC can be observed that these also presented an inverse behavior. While DOC concentration decreased, AOC increased after oxidation. From the point of view of the efficiency of the UV/H2O2 process in the removal of organic matter from cyanobacterial cells and (or) DBP precursors, the application of this process has proved to be a viable alternative in the treatment of water contaminated by M. aeruginosa.

Florações de cianobactérias são facilmente encontradas, devido ao crescente aporte de nutrientes nos corpos de águas naturais e artificiais, ocasionado pelos acelerados processos de eutrofização frutos da ocupação urbana e rural sem a observação de critérios mínimos. Microcystis aeruginosa é uma espécie de cianobactéria potencialmente produtora de cianotoxinas, comumente associada a casos de intoxicação em escala mundial. Novas tecnologias para o tratamento de água têm sido implementadas para cumprimento dos padrões de potabilidade exigidos pela legislação. O presente trabalho buscou analisar a produção científica mundial relacionada ao tratamento de água com presença de M.aeruginosa e MCLR, buscando identificar o estado da arte, além de embasar a discussão dos métodos propostos. O presente estudo está dividido em três artigos, no primeiro realizou-se uma análise bibliométrica das pesquisas mundiais relacionadas à cianobactérias, cianotoxinas e o tratamento de água, a partir da base de dados Scopus. No segundo artigo buscou-se avaliar a aplicabilidade dos AOPs UV-C e UV-C/H2O2 na degradação de Microcystis aeruginosa BB005 e MC-LR, e a análise dos efeitos da adição de nanopartículas de Ag, com base em um produto comercial composto por peróxido de hidrogênio (H2O2) e nanopartículas de prata (NAg). No terceiro artigo buscou-se avaliar a qualidade da água produzida a partir de ensaios de toxicidade aguda com Daphnia magna. Os resultados indicam que a fotólise e o processo UV-C/H2O2 apresentaram resultados satisfatórios, sendo uma alternativa eficiente. Porém, os resultados dos ensaios de ecotoxicidade inferem que estes tratamentos utilizados com a finalidade de degradar M. aeruginosa e MC-LR, possuem potencial de geração de subprodutos de degradação tóxicos: os ensaios com D. magna demonstraram toxicidade mesmo quando a água submetida a fotólise foi diluída quatro vezes. Com relação ao processo UV-C/H2O2 (sem e com adição de NAg), a amostra foi tóxica quando não diluída. Já quando empregada as NAg combinadas a radiação UV-C, esta apresentou toxicidade extremamente alta, afetando a mobilidade de todos os organismos teste em todas as diluições (até 16 x). / Cyanobacterial blooms are easily found, due to the increasing nutrient supply in natural and artificial bodies of water, caused by the accelerated processes of eutrophication, fruits of urban and rural occupation without observing minimum criteria. Microcystis aeruginosa is a specie of cyanobacteria that are potentially cyanotoxin-producing, commonly associated with cases of worldwide intoxication. New technologies for water treatment have been implemented to meet the standards of potability required by legislation. The present study looked for analyze the world scientific production related to the treatment of water with presence of M. aeruginosa and MC-LR, seeking to identify the state of the art, besides supporting the discussion of the proposed methods. The present study is divided into three articles, the first one was a bibliometric analysis of the world-wide research related to cyanobacteria, cyanotoxins and water treatment, from the Scopus database. In the second article evaluated the aplicability of UV-C e UV-C/H2O2 AOPs on degradation of Microcystis aeruginosa BB005 and MC-LR, and the analysis of effects Ag nanoparticles addition, based on a commercial product composed of hydrogen peroxide (H2O2) and silver nanoparticles (NAg). In the trird article evaluated the water quality produced, from acute toxicity tests with Daphnia magna. The results indicate that photolysis and the UV-C/H2O2 process presents satisfactory results, being an efficient alternative. However, the results of the ecotoxicity assays infer that these treatments used for the purpose of degrading M. aeruginosa and MCLR, have potential to generate toxic degradation byproducts: the D. magna assays demonstrated toxicity even when the water submitted to photolysis was diluted four times. Regarding the UV-C/H2O2 process (without and with NAg addition), the sample was toxic when undiluted. When NAg was used in combination with UV-C radiation, it showed extremely high toxicity, affecting the mobility of all test organisms at all dilutions (until 16x).