O aporte artificial de nutrientes nos ambientes aquáticos tem favorecido a incidência de florações de cianobactérias, causando impactos na qualidade da água e colocando em risco a saúde humana. O gênero de cianobactéria Cylindrospermopsis, amplamente distribuído em água doce pelo mundo, é capaz de produzir diversas cianotoxinas, dentre elas saxitoxina e análogos. O objetivo deste trabalho foi elaborar um modelo de exposição referente à ingestão de água contaminada por saxitoxina e análogos através da recreação de contato primário e do consumo de água. Os dados de densidade de células de Cylindrospermopsis e de concentrações de saxitoxina e análogos na água bruta foram obtidos da Rede de Monitoramento de Qualidade de Águas Superficiais da CETESB (2015 e 2016) do reservatório Itupararanga. O modelo conceitual de exposição e o cálculo da ingestão diária crônica de saxitoxina e análogos consideraram: concentrações máxima e mínima de saxitoxina e análogos encontradas na água bruta do reservatório, vias de exposição, população exposta, taxa de ingestão de água, frequência e duração da exposição, peso corporal para adultos (maiores de 21 anos) e crianças (menores de 5 anos), para cenários de exposição relativos à recreação de contato primário e consumo de água potável. Os valores de células de cianobactérias estiveram entre 2.216 e 203.082 céls.mL-1 e as concentrações de saxitoxina e análogos estiveram entre 0,04 e 0,37 µg equivalente STX..L-1. Os resultados obtidos na análise da água bruta do reservatório, estiveram abaixo do valor estabelecido na legislação brasileira para água potável (3 µg equivalente STX.L-1), mas não atenderiam as especificações adotadas por Oregon e Ohio (0,3 µg equivalentes STX.L-1) e à proposta em discussão no Comitê Permanente para Gestão Integrada da Qualidade da Água destinada ao Consumo Humano no Estado de São Paulo (0,13 µg equivalente STX.L-1), indicando a possibilidade da ocorrência de efeito adverso à saúde em grupos sensíveis que utilizem água do reservatório, dependendo da eficiência de remoção dessas cianotoxinas no processo de tratamento. Os valores de ingestão diária crônica estimados, para recreação, variaram de 2,55 x 10-6 a 1,08 x 10-4 µg equivalente STX. kg-1.dia-1 (adultos) e 2,78 x 10-9 a 4,35 x 10-4 µg equivalente STX. kg-1.dia-1 (crianças). Para ingestão de água potável, esses valores variaram de 2,5 x 10-4 a 1,47 x 10-2 µg equivalente STX. kg-1.dia-1 (adultos) e 5,36 x 10-5 a 2,55 x 10-2 µg equivalente STX. kg-1.dia-1 (crianças). Esses valores indicaram que as crianças estão mais expostas que os adultos, fato preocupante, pois elas são mais sensíveis aos efeitos de substâncias tóxicas, e apesar de estudos indicarem efeitos da saxitoxina em cultura de células neurais, sua capacidade de atravessar a barreira hematoencefálica e de causar danos cognitivos em ratos, os efeitos da exposição crônica em humanos ainda são desconhecidos. Não foi possível estimar os riscos à saúde da população exposta à saxitoxina e análogos, pela falta de dados na literatura, porém o modelo de exposição proposto é um avanço para a identificação de lacunas para a condução da avaliação de risco à saúde humana considerando a exposição crônica. / The artificial enrichment of nutrients in aquatic environments has favored the incidence of cyanobacteria blooms, causing impacts on water quality and putting human health at risk. The genus of cyanobacteria Cylindrospermopsis, widely distributed throughout the world in freshwater environments, is able to produce cianotoxin, among them saxitoxin and its analogues. The objective of this work was to elaborate a model of exposure referring to the ingestion of water contaminated by saxitoxin and analogues through recreation of primary contact and water consumption. Cylindrospermopsis cell density and saxitoxin and analogues concentrations in surface water were obtained from the CETESB Surface Water Quality Monitoring Network for the Itupararanga reservoir in 2015 and 2016. The development of the conceptual model of exposure and the calculation of the chronic daily intake of saxitoxin and analogues, considered: maximum and minimum concentrations of saxitoxin and analogues found in the raw water of the reservoir, route of exposure, exposed population, rate of water intake, frequency and duration of exposure, body weight for adults (over 21 years) and children (under 5 years), for exposures scenarios concerning recreation of primary contact and consumption of drinking water. The values of cyanobacteria cells were between 2,216 and 203,082 cells.L-1 and the concentrations of saxitoxin and analogues were between 0.04 and 0.37 µg STX equivalent. L-1. The comparison of these variables indicated a significant positive correlation between them. The results obtained in the raw water analysis of the reservoir were below the value established in Brazilian legislation for drinking water (3 µg equivalent STX.L-1), but would not meet the specifications adopted by US states Oregon and Ohio (0.3 µg equivalents.L-1) and the proposed value for the Standing Committee for Integrated Water Quality Management for Human Consumption in the State of São Paulo (0,13 µg equivalent STX.L-1), indicating the possibility of adverse health effects in sensitive groups using water from the reservoir. Estimated chronic daily intake values, for recreation, ranged from 2.55 x 10-6 to 1.08 x 10-4 µg STX equivalent. kg-1.day-1 (adults) and 2.78 x 10-9 to 4.35 x 10-4 µg STX equivalent. kg-1.day-1 (children). For water intake, these values ranged from 2.5 x 10-4 to 1.47 x 10-2 µg STX equivalent. kg-1 day-1 (adults) and 5.36 x 10-5 to 2.55 x 10-2 µg STX equivalent. kg-1. day-1 (children). These values indicated that children are more exposed than adults, a worrying fact because they are generally more sensitive to the effects of toxic substances than adults, and although studies indicate that saxitoxin was able to cross the blood brain barrier and to cause cognitive damage in rats, as well as changes in neural cell cultures, the effects of chronic exposure in humans are still unknown. It was not possible to estimate the health risks of the population exposed to saxitoxin and the like, due to the lack of data in the literature, but the proposed exposure model is an advance for the identification of gaps for conducting the human health risk assessment considering the exposure chronic.

O objetivo deste estudo foi verificar se existe associação entre a qualidade da água para abastecimento público proveniente do Sistema Guarapiranga e o clima da Região Metropolitana de São Paulo (RMSP). Realizou-se a análise dos dados meteorológicos adquiridos junto à Estação Meteorológica do Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas da Universidade de São Paulo (IAG/USP) e dos resultados de análises laboratoriais da água do Reservatório Guarapiranga adquiridos junto à Companhia de Saneamento Básico do Estado de São Paulo (SABESP). A partir da relação entre as variáveis observadas em gráficos e testes de associação/correlação, verificou-se a associação/correlação entre a densidade de cianobactérias e as variáveis meteorológicas na RMSP, tais como temperatura atmosférica (T°C), insolação (horas de brilho do sol) e precipitação (mm). Para analisar as interações e relações de cada uma das variáveis meteorológicas em relação à densidade de cianobactérias, foram feitos diferentes recortes de tempo. Todos os dados foram organizados em Planilhas Microsoft® Excel 15.0 (Office 2013) e analisados em gráficos e testes estatísticos. Segundo os resultados deste estudo, a densidade de cianobactérias apresenta associação positiva com os períodos de chuva e temperaturas elevadas (outubro a março) e, juntamente com as análises de dados climáticos dos últimos 42 anos, verificou-se que as condições climáticas ideais para a proliferação de cianobactérias no Reservatório Guarapiranga vêm se acentuando ao longo das últimas quatro décadas, particularmente nos últimos 20 anos. Conclui-se que há indicações de que a densidade de cianobactérias no Reservatório do Sistema Guarapiranga tenha relação temperaturas mais elevadas e pluviosidade e que a proliferação de cianobactérias pode aumentar caso se mantenha a tendência do clima. / This study has aimed to verify if there is a relation between the quality of the water in the Guarapiranga System (reservoir), as it is supplied to the inhabitants, and the climate in the São Paulo Metropolitan Area (RMSP). We have analyzed the data obtained from the Weather station of the Astronomy, Geophysics and Atmospherical Sciences Institute at the University of São Paulo (IAG/USP), as well as the results of the reservoir water laboratory analysis, provided by the basic sanitation company in the State of São Paulo (SABESP). Cyanobacteria density and meteorological variables in the RMSP, such as atmospheric temperature (ToC), insolation (daily solar irradiance) and precipitation (mm), were verified through association/correlation tests and graphics. To analyze the interaction and relation between cyanobacteria density and meteorological variables, were have resorted to different time spans. Data was organized in Microsoft® Excel 15.0 (Office 2013) tables and graphics, and statistically analyzed. According to this study results, cyanobacteria density might be positively associated to periods of rainfall and high temperatures (October to March). Also, along with data analysis of climate throughout the last 42 years, we have observed that the ideal climate conditions for cyanobacteria proliferation in the Guarapiranga reservoir have been stressed in the last four decades, especially during the last 20 years. Therefore, frequency and intensity of cyanobacteria proliferation in the Guarapiranga reservoir may increase according to climate trend in the RMSP.

O objetivo deste estudo foi avaliar o comportamento alimentar e a sobrevivência do bivalve invasor Limnoperna fortunei, conhecido como mexilhão dourado, na presença de cianobactérias tóxicas e não-tóxicas. O presente estudo é o primeiro a avaliar os efeitos de cianobactérias tóxicas na alimentação e sobrevivência de L. fortunei, e o primeiro a estimar as taxas de filtração das larvas de L. fortunei. Primeiro, foi testada a hipótese de que L. fortunei ingere preferencialmente fitoplâncton não-tóxico e rejeita cianobactérias tóxicas, e que as toxinas de cianobactérias têm um efeito negativo na sobrevivência do mexilhão. Em segundo lugar, foi testada a hipótese de que L. fortunei filtra com mais eficiência as partículas menores, como as células solitárias, do que as partículas maiores, como as cianobactérias coloniais e filamentosas. Em terceiro lugar, foi testada a hipótese de que as toxinas de cianobactérias afetam negativamente a alimentação e sobrevivência das larvas de L. fortunei. As taxas de filtração mais elevadas foram registradas quando os mexilhões foram alimentados com o fitoplâncton não-tóxico Nitzschia. Apesar disso, o mexilhão dourado expeliu células de Nitzschia em grandes quantidades e ingeriu, preferencialmente, células de Microcystis, tanto tóxicas, quanto não-tóxicas. Os mexilhões foram expostos a cepas tóxicas e não-tóxicas de Microcystis durante 5 dias, e não foram registrados efeitos tóxicos na sua alimentação e sobrevivência. Os resultados demonstraram que a toxicidade das cianobactérias não é o principal factor que influencia o comportamento alimentar de L. fortunei. As taxas de filtração do mexilhão dourado na presença de cianobactérias solitárias, coloniais e filamentosas mostraram que as células solitárias foram preferencialmente aceitas como alimento, enquanto os filamentos e colônias foram massivamente expelidos como pseudofeces. A sobrevivência das larvas de L. fortunei foi elevada na presença de algas verdes e seston natural durante todo o experimento. Após quatro dias de exposição, a sobrevivência das larvas diminuiu na presença das cianobactérias. A baixa sobrevivência das larvas observada em todos os tratamentos contendo cianobactérias, até mesmo as cepas não tóxicas, pode ter sido influenciada pela toxicidade e também pela qualidade das cianobactérias. A baixa concentração de lipídeos nas cianobactérias pode ter causado uma deficiência nutricional nas larvas. As larvas ingeriram as algas verdes Monoraphidium, assim como cepas tóxicas e não-tóxicas de Microcystis a taxas de filtração similares. Estes resultados indicam que as toxinas de cianobactérias não tiveram nenhum efeito sobre a atividade de filtração de L. fortunei, possivelmente relacionado com a incapacidade das larvas de detectar a toxicidade do alimento. A sobrevivência dos adultos de L. fortunei na presença de cianobactérias tóxicas indica o potencial deste bivalve invasor como um vetor para a transferência de cianotoxinas para os níveis tróficos superiores. As densidades massivas de L. fortunei em associação com sua elevada capacidade de filtrar evidenciam o potencial desta espécie invasora para promover grandes alterações na estrutura das cadeias tróficas dos ecossistemas invadidos. / The aim of this study was to evaluate feeding behavior and survival of the invasive bivalve Limnoperna fortunei, socalled golden mussel, in the presence of toxic and non-toxic cyanobacteria. The present study is the first to evaluate the effects of toxic cyanobacteria on feeding and survival of L. fortunei, and the first to estimate filtration rates of L. fortunei larvae. First, it was tested the hypothesis that L. fortunei preferentially graze on non-toxic phytoplankton and reject toxic cyanobacteria, and that cyanobacteria toxins have a negative effect on mussel survival. Second, it was tested the hypothesis that L. fortunei filter more efficiently smaller particles, such as single-celled, than larger particles, such as colonial and filamentous cyanobacteria. Third, it was tested the hypothesis that cyanobacteria toxins negatively affect feeding and survival of L. fortunei larvae. Highest filtration rates were registered when mussels fed on non-toxic phytoplankton Nitzschia. Despite that, golden mussel expelled Nitzschia cells in large quantities and preferentially ingested Microcystis cells, both toxic and non-toxic strains. Mussels were exposed to toxic and non-toxic strains of Microcystis during 5 days and no toxic effects were registered on their feeding and survival. Results have demonstrated cyanobacteria toxicity is not the main factor influencing L. fortunei feeding behavior. Filtration rates of golden mussel in the presence of single-celled, colonial, and filamentous cyanobacteria have demonstrated that single cells were widely accepted as food, while filaments and colonies were massively expelled as pseudofeces. L. fortunei larvae survival was high in the presence of green algae and natural seston during all experiment. After four days of exposure, larvae survival decreased in the presence of cyanobacteria. Low larvae survival observed in all cyanobacteria treatments, including the non-toxic, might have been influenced by cyanobacteria toxicity and also by quality. Low lipid concentration of cyanobacteria may have caused a nutritional deficiency to larvae. Golden mussel larvae ingested Monoraphidium as well as non-toxic and toxic Microcystis at similar filtration rates. It indicates cyanobacteria toxins had no effect on filtration activity of L. fortunei possibly relating to larvae incapability to detect food toxicity. Survival of L. fortunei adults in the presence of toxic cyanobacteria shows the potential of this invasive bivalve as a vector for the transference of cyanotoxins to higher trophic levels. Massive densities of L. fortunei in association to its powerful filtering capability point out to the potential of this invasive species to promote great changes in the structure of trophic chains from invaded ecosystems.

O objetivo deste estudo foi avaliar o comportamento alimentar e a sobrevivência do bivalve invasor Limnoperna fortunei, conhecido como mexilhão dourado, na presença de cianobactérias tóxicas e não-tóxicas. O presente estudo é o primeiro a avaliar os efeitos de cianobactérias tóxicas na alimentação e sobrevivência de L. fortunei, e o primeiro a estimar as taxas de filtração das larvas de L. fortunei. Primeiro, foi testada a hipótese de que L. fortunei ingere preferencialmente fitoplâncton não-tóxico e rejeita cianobactérias tóxicas, e que as toxinas de cianobactérias têm um efeito negativo na sobrevivência do mexilhão. Em segundo lugar, foi testada a hipótese de que L. fortunei filtra com mais eficiência as partículas menores, como as células solitárias, do que as partículas maiores, como as cianobactérias coloniais e filamentosas. Em terceiro lugar, foi testada a hipótese de que as toxinas de cianobactérias afetam negativamente a alimentação e sobrevivência das larvas de L. fortunei. As taxas de filtração mais elevadas foram registradas quando os mexilhões foram alimentados com o fitoplâncton não-tóxico Nitzschia. Apesar disso, o mexilhão dourado expeliu células de Nitzschia em grandes quantidades e ingeriu, preferencialmente, células de Microcystis, tanto tóxicas, quanto não-tóxicas. Os mexilhões foram expostos a cepas tóxicas e não-tóxicas de Microcystis durante 5 dias, e não foram registrados efeitos tóxicos na sua alimentação e sobrevivência. Os resultados demonstraram que a toxicidade das cianobactérias não é o principal factor que influencia o comportamento alimentar de L. fortunei. As taxas de filtração do mexilhão dourado na presença de cianobactérias solitárias, coloniais e filamentosas mostraram que as células solitárias foram preferencialmente aceitas como alimento, enquanto os filamentos e colônias foram massivamente expelidos como pseudofeces. A sobrevivência das larvas de L. fortunei foi elevada na presença de algas verdes e seston natural durante todo o experimento. Após quatro dias de exposição, a sobrevivência das larvas diminuiu na presença das cianobactérias. A baixa sobrevivência das larvas observada em todos os tratamentos contendo cianobactérias, até mesmo as cepas não tóxicas, pode ter sido influenciada pela toxicidade e também pela qualidade das cianobactérias. A baixa concentração de lipídeos nas cianobactérias pode ter causado uma deficiência nutricional nas larvas. As larvas ingeriram as algas verdes Monoraphidium, assim como cepas tóxicas e não-tóxicas de Microcystis a taxas de filtração similares. Estes resultados indicam que as toxinas de cianobactérias não tiveram nenhum efeito sobre a atividade de filtração de L. fortunei, possivelmente relacionado com a incapacidade das larvas de detectar a toxicidade do alimento. A sobrevivência dos adultos de L. fortunei na presença de cianobactérias tóxicas indica o potencial deste bivalve invasor como um vetor para a transferência de cianotoxinas para os níveis tróficos superiores. As densidades massivas de L. fortunei em associação com sua elevada capacidade de filtrar evidenciam o potencial desta espécie invasora para promover grandes alterações na estrutura das cadeias tróficas dos ecossistemas invadidos. / The aim of this study was to evaluate feeding behavior and survival of the invasive bivalve Limnoperna fortunei, socalled golden mussel, in the presence of toxic and non-toxic cyanobacteria. The present study is the first to evaluate the effects of toxic cyanobacteria on feeding and survival of L. fortunei, and the first to estimate filtration rates of L. fortunei larvae. First, it was tested the hypothesis that L. fortunei preferentially graze on non-toxic phytoplankton and reject toxic cyanobacteria, and that cyanobacteria toxins have a negative effect on mussel survival. Second, it was tested the hypothesis that L. fortunei filter more efficiently smaller particles, such as single-celled, than larger particles, such as colonial and filamentous cyanobacteria. Third, it was tested the hypothesis that cyanobacteria toxins negatively affect feeding and survival of L. fortunei larvae. Highest filtration rates were registered when mussels fed on non-toxic phytoplankton Nitzschia. Despite that, golden mussel expelled Nitzschia cells in large quantities and preferentially ingested Microcystis cells, both toxic and non-toxic strains. Mussels were exposed to toxic and non-toxic strains of Microcystis during 5 days and no toxic effects were registered on their feeding and survival. Results have demonstrated cyanobacteria toxicity is not the main factor influencing L. fortunei feeding behavior. Filtration rates of golden mussel in the presence of single-celled, colonial, and filamentous cyanobacteria have demonstrated that single cells were widely accepted as food, while filaments and colonies were massively expelled as pseudofeces. L. fortunei larvae survival was high in the presence of green algae and natural seston during all experiment. After four days of exposure, larvae survival decreased in the presence of cyanobacteria. Low larvae survival observed in all cyanobacteria treatments, including the non-toxic, might have been influenced by cyanobacteria toxicity and also by quality. Low lipid concentration of cyanobacteria may have caused a nutritional deficiency to larvae. Golden mussel larvae ingested Monoraphidium as well as non-toxic and toxic Microcystis at similar filtration rates. It indicates cyanobacteria toxins had no effect on filtration activity of L. fortunei possibly relating to larvae incapability to detect food toxicity. Survival of L. fortunei adults in the presence of toxic cyanobacteria shows the potential of this invasive bivalve as a vector for the transference of cyanotoxins to higher trophic levels. Massive densities of L. fortunei in association to its powerful filtering capability point out to the potential of this invasive species to promote great changes in the structure of trophic chains from invaded ecosystems.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:31:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 1260.pdf: 1503714 bytes, checksum: 556c38596d4d4ea47b6d75a7441691bd (MD5) Previous issue date: 2006-08-28 / Universidade Federal de Sao Carlos / Anabaena spiroides and Microcystis aeruginosa are cyanobacteria that frequently bloom in Barra Bonita Reservoir. These floating organisms and the characteristic turbulence found at the reservoir exposure the cells to higher light intensities by lifting them from lower depths in the photic column to surface. The sudden exposure at higher irradiance could cause photoinhibition and photooxidation. This phenomenon could liberate high amounts of dissolved organic matter. This work aimed to investigate the carbon fixation photoinhibition in cells of A. spiroides and M. aeruginosa exposed to high irradiances, the chlorophyll photooxidation and the DOM released by cells of cultures differing in their physiologic state, after exposure to high irradiances through time at laboratory and field investigations. A. spiroides suffered photoinhibition and liberation of dissolved organic matter when exposed to irradiances higher than their EK during four hours as well as when exposed to irradiance of 2000 µmol.m-2.s-1 for eight hours. M. aeruginosa did not present photoinhibition in any case, however, their C14OD liberation was significantly increased. The higher indexes of C14OD excreted by theses cyanobacteria are not apparently due to cell damage. Hence it might represent an adaptation factor to higher irradiances. Similar results were found in experiments incubated in Barra Bonita reservoir. / Anabaena spiroides e Microcystis aeruginosa são cianobactérias que frequentemente formam florescimentos no Reservatório de Barra Bonita. A flutuação desses organismos e a turbulência característica do reservatório fazem com que as células que estavam iniciando o desenvolvimento do florescimento nas camadas inferiores da coluna fótica possam rapidamente ficar expostas a altas intensidades de luz quando na superfície. Esta exposição repentina a irradiâncias maiores pode causar fotoinibição e mesmo fotooxidação, podendo causar a liberar uma grande quantidade de matéria orgânica dissolvida pelas células. O presente trabalho foi realizado com o intuito de verificar se células de diferentes idades de cultivo de A. spiroides e M. aeruginosa sofrem fotoinibição da fixação de carbono, fotooxidação da clorofila-a e aumento na liberação de MOD quando expostas por diferentes períodos a irradiâncias elevadas. A. spiroides apresentou fotoinibição, juntamente com o aumento na excreção de matéria orgânica dissolvida, quando exposta a irradiâncias superiores ao seu EK durante 4 horas e ao ser exposta a irradiância de 2000 µmol.m-2.s-1 durante 8 horas. M. aeruginosa não apresentou fotoinibição quando exposta a irradiâncias superiores a seu EK por 4 horas, entretanto, apresentou um incremento significativo na liberação de C14OD. As concentrações elevadas de C14OD excretado pelas duas cianobactérias, aparentemente, não resultam de danos nas células, podendo representar um fator de adaptação às irradiâncias elevadas a que foram submetidas. Respostas semelhantes foram encontradas nos experimentos realizados no reservatório de Barra Bonita.

Submitted by LEILA DOS SANTOS null (leila_snt@hotmail.com) on 2016-08-02T15:43:06Z No. of bitstreams: 1 Leila_dissertacao_oficial.pdf: 2340865 bytes, checksum: b4f4ed59eacc2ee741e0e082a9417b01 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Paula Grisoto (grisotoana@reitoria.unesp.br) on 2016-08-03T16:55:57Z (GMT) No. of bitstreams: 1 machado_ls_me_soro.pdf: 2340865 bytes, checksum: b4f4ed59eacc2ee741e0e082a9417b01 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-03T16:55:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 machado_ls_me_soro.pdf: 2340865 bytes, checksum: b4f4ed59eacc2ee741e0e082a9417b01 (MD5) Previous issue date: 2016-06-16 / Em geral, é comum que os reservatórios no Brasil apresentem características propensas a eutrofização, constituindo ecossistemas favoráveis para a expansão das florações de algas e de cianobactérias potencialmente tóxicas. O reservatório de Guarapiranga é responsável pelo fornecimento de água para grande parte da região metropolitana de São Paulo (RMSP), porém, nos últimos anos, tem sido observada uma aceleração do processo de eutrofização mediante interferência humana. Com a alteração das características físico-químicas da água, florações tornaram-se cada vez mais frequentes. Assim, este estudo objetivou investigar a interação e resposta da comunidade fitoplanctônica às variáveis físico-químicas da água do reservatório, bem como, analisar a variação espacial e temporal da comunidade fitoplanctônica, buscando conhecer a dinâmica das cianobactérias e a presença de microcistina. Para isso, foram coletadas amostras de água no reservatório no período chuvoso e seco na região à montante, intermediária (tributário Parelheiros) e barragem. Em laboratório, foram analisadas as características físico-químicas, quantificação de microcistina, triagem e identificação taxonômica dos organismos fitoplanctônicos. Por meio da análise descritiva e estatística foi possível constatar que composição da comunidade fitoplanctônica é diferente ao longo do reservatório e varia em resposta às características físico-químicas de cada local. Em geral, o período de seca representou um fator agravante do processo de eutrofização no reservatório, principalmente na região da barragem, onde foi observado um aumento considerável na biomassa fitoplanctônica. Na região de Parelheiros, foi observada a dominância de cianobactérias potencialmente tóxicas (Cylindrospermopsis raciborskii, no período chuvoso e Planktolyngbya limnetica, no período de seca) e a presença de microcistina, associadas às elevadas concentrações de nutrientes. Desse modo, foi constatado que a comunidade fitoplanctônica responde à variação temporal e espacial observada para as variáveis físico-químicas. De maneira geral, nutrientes como o amônio, nitrogênio e fósforo total estiveram relacionados à alta biomassa fitoplanctônica, principalmente de cianobactérias potencialmente tóxicas. / In general, it is common that the reservoirs in Brazil have the characteristics prone to eutrophication, constituting favorable ecosystem for the expansion of algal blooms and potentially toxic cyanobacteria. The Guarapiranga reservoir is responsible for providing water for a large proportion of the metropolitan area of São Paulo (MRSP), but in recent years it has been observed an accelerated eutrophication process by human interference. By changing the physical and chemical characteristics of water, algal blooms have become increasingly frequent. This study aimed to investigate the composition and biomass of the phytoplankton community as well as the effects of main environmental variables on the phytoplankton community structure, additionally, to analyze the dynamics of cyanobacteria and the quantification of microcystin. Wather samples for phisical, chemical and byologic analysis were collected in the rainy and the dry season in the regions of the reservoir: upstream, intermediate (Parelheiros affluent) and dam. The organisms were analyzed in the microscope, identified and measured for the calculation of the biomass. Statistical analyses indicated that the composition of the phytoplankton community is different along the reservoir and varies in response to the physicochemical characteristics of each site. In general, the dry period represented an aggravating factor in the eutrophication process in the reservoir, mainly in the dam area, where it was observed a observed a significant increase in phytoplankton biomass. In Parelheiros region was observed dominance of potentially toxic cyanobacteria (Cylindrospermopsis raciborskii in the rainy season and Planktolyngbya limnetica, in the dry season) and the presence of microcystin associated with high concentrations of nutrients. Thus, it contacted the phytoplankton community responds to the temporal and spatial variation observed for the physical and chemical variables. In general, nutrients such as ammonia, total nitrogen and total phosphorus were related to high phytoplankton biomass, particularly of potentially toxic cianobactéria.

A crescente eutrofização dos ambientes aquáticos é consequência das atividades humanas que desequilibram os ecossistemas. A descarga de esgotos urbanos, a utilização de adubos químicos, os efluentes das agroindústrias e dos diversos setores industriais promovem a entrada de quantidades significativas de nutrientes e matéria orgânica em corpos d´água, favorecendo o aumento das florações de algas, entre elas as cianobactérias. O excesso de matéria orgânica e os despejos de efluentes agroindustriais nos mananciais hídricos representam os principais fatores do excesso de floração das cianobactérias, destacando-se a Microcystis aeruginosa e da sua cianotoxina microcistina. Nesta tese foi aplicado o Processo Oxidativo Avançado (POA) de Fotoeletroxidação (FEO) para a degradação de Microcystis aeruginosa e da cianotoxina microcistina. Investigou-se a otimização de parâmetros como tempo de tratamento e intensidade de corrente elétrica aplicada. Os resultados obtidos nas condições aplicadas demonstram valores de 99% para a degradação de Microcystis aeruginosa e cianotoxina Microcistina com o tempo de 10min e densidade de corrente de 2mA.cm-2. Os testes de toxicidade aguda com ajuste de pH de 6,3 para 7,3 não apresentaram toxidade para a espécie teste Pimephales promelas. / The increasing eutrophication of aquatic environments is a consequence of human activities that disrupt ecosystems. The discharge of urban sewage, the use of chemical fertilizers, effluents from agro-industries and other industrial sectors promote the input of significant amounts of nutrients and organic matter in water, favoring increased blooms of algae, including cyanobacteria. Excessive organic matter and the discharge of agroindustrial effluents in the water bodies, represent the main factors for the excessive bloom of cyanobacteria, especially Microcystis aeruginosa and microcystin cianotoxin. In this study, an Advanced Oxidation Process named photoelectrooxidation, was used to the degradation of Microcystis aeruginosa and cianotoxin microcystin. The optimization of parameters such as, treatment time and intensity of electrical current applied in the process of PEO were evaluated. The results achieved under the conditions applied, show 99% of degradation with experimental times at 10 minutes and a current density of 2mA.cm-2. The acute toxicity tests, with pH adjustment from 6.3 to 7.3, did not show toxicity to the species Pimephales promelas.

O objetivo deste estudo foi avaliar o comportamento alimentar e a sobrevivência do bivalve invasor Limnoperna fortunei, conhecido como mexilhão dourado, na presença de cianobactérias tóxicas e não-tóxicas. O presente estudo é o primeiro a avaliar os efeitos de cianobactérias tóxicas na alimentação e sobrevivência de L. fortunei, e o primeiro a estimar as taxas de filtração das larvas de L. fortunei. Primeiro, foi testada a hipótese de que L. fortunei ingere preferencialmente fitoplâncton não-tóxico e rejeita cianobactérias tóxicas, e que as toxinas de cianobactérias têm um efeito negativo na sobrevivência do mexilhão. Em segundo lugar, foi testada a hipótese de que L. fortunei filtra com mais eficiência as partículas menores, como as células solitárias, do que as partículas maiores, como as cianobactérias coloniais e filamentosas. Em terceiro lugar, foi testada a hipótese de que as toxinas de cianobactérias afetam negativamente a alimentação e sobrevivência das larvas de L. fortunei. As taxas de filtração mais elevadas foram registradas quando os mexilhões foram alimentados com o fitoplâncton não-tóxico Nitzschia. Apesar disso, o mexilhão dourado expeliu células de Nitzschia em grandes quantidades e ingeriu, preferencialmente, células de Microcystis, tanto tóxicas, quanto não-tóxicas. Os mexilhões foram expostos a cepas tóxicas e não-tóxicas de Microcystis durante 5 dias, e não foram registrados efeitos tóxicos na sua alimentação e sobrevivência. Os resultados demonstraram que a toxicidade das cianobactérias não é o principal factor que influencia o comportamento alimentar de L. fortunei. As taxas de filtração do mexilhão dourado na presença de cianobactérias solitárias, coloniais e filamentosas mostraram que as células solitárias foram preferencialmente aceitas como alimento, enquanto os filamentos e colônias foram massivamente expelidos como pseudofeces. A sobrevivência das larvas de L. fortunei foi elevada na presença de algas verdes e seston natural durante todo o experimento. Após quatro dias de exposição, a sobrevivência das larvas diminuiu na presença das cianobactérias. A baixa sobrevivência das larvas observada em todos os tratamentos contendo cianobactérias, até mesmo as cepas não tóxicas, pode ter sido influenciada pela toxicidade e também pela qualidade das cianobactérias. A baixa concentração de lipídeos nas cianobactérias pode ter causado uma deficiência nutricional nas larvas. As larvas ingeriram as algas verdes Monoraphidium, assim como cepas tóxicas e não-tóxicas de Microcystis a taxas de filtração similares. Estes resultados indicam que as toxinas de cianobactérias não tiveram nenhum efeito sobre a atividade de filtração de L. fortunei, possivelmente relacionado com a incapacidade das larvas de detectar a toxicidade do alimento. A sobrevivência dos adultos de L. fortunei na presença de cianobactérias tóxicas indica o potencial deste bivalve invasor como um vetor para a transferência de cianotoxinas para os níveis tróficos superiores. As densidades massivas de L. fortunei em associação com sua elevada capacidade de filtrar evidenciam o potencial desta espécie invasora para promover grandes alterações na estrutura das cadeias tróficas dos ecossistemas invadidos. / The aim of this study was to evaluate feeding behavior and survival of the invasive bivalve Limnoperna fortunei, socalled golden mussel, in the presence of toxic and non-toxic cyanobacteria. The present study is the first to evaluate the effects of toxic cyanobacteria on feeding and survival of L. fortunei, and the first to estimate filtration rates of L. fortunei larvae. First, it was tested the hypothesis that L. fortunei preferentially graze on non-toxic phytoplankton and reject toxic cyanobacteria, and that cyanobacteria toxins have a negative effect on mussel survival. Second, it was tested the hypothesis that L. fortunei filter more efficiently smaller particles, such as single-celled, than larger particles, such as colonial and filamentous cyanobacteria. Third, it was tested the hypothesis that cyanobacteria toxins negatively affect feeding and survival of L. fortunei larvae. Highest filtration rates were registered when mussels fed on non-toxic phytoplankton Nitzschia. Despite that, golden mussel expelled Nitzschia cells in large quantities and preferentially ingested Microcystis cells, both toxic and non-toxic strains. Mussels were exposed to toxic and non-toxic strains of Microcystis during 5 days and no toxic effects were registered on their feeding and survival. Results have demonstrated cyanobacteria toxicity is not the main factor influencing L. fortunei feeding behavior. Filtration rates of golden mussel in the presence of single-celled, colonial, and filamentous cyanobacteria have demonstrated that single cells were widely accepted as food, while filaments and colonies were massively expelled as pseudofeces. L. fortunei larvae survival was high in the presence of green algae and natural seston during all experiment. After four days of exposure, larvae survival decreased in the presence of cyanobacteria. Low larvae survival observed in all cyanobacteria treatments, including the non-toxic, might have been influenced by cyanobacteria toxicity and also by quality. Low lipid concentration of cyanobacteria may have caused a nutritional deficiency to larvae. Golden mussel larvae ingested Monoraphidium as well as non-toxic and toxic Microcystis at similar filtration rates. It indicates cyanobacteria toxins had no effect on filtration activity of L. fortunei possibly relating to larvae incapability to detect food toxicity. Survival of L. fortunei adults in the presence of toxic cyanobacteria shows the potential of this invasive bivalve as a vector for the transference of cyanotoxins to higher trophic levels. Massive densities of L. fortunei in association to its powerful filtering capability point out to the potential of this invasive species to promote great changes in the structure of trophic chains from invaded ecosystems.

A crescente eutrofização dos ambientes aquáticos é consequência das atividades humanas que desequilibram os ecossistemas. A descarga de esgotos urbanos, a utilização de adubos químicos, os efluentes das agroindústrias e dos diversos setores industriais promovem a entrada de quantidades significativas de nutrientes e matéria orgânica em corpos d´água, favorecendo o aumento das florações de algas, entre elas as cianobactérias. O excesso de matéria orgânica e os despejos de efluentes agroindustriais nos mananciais hídricos representam os principais fatores do excesso de floração das cianobactérias, destacando-se a Microcystis aeruginosa e da sua cianotoxina microcistina. Nesta tese foi aplicado o Processo Oxidativo Avançado (POA) de Fotoeletroxidação (FEO) para a degradação de Microcystis aeruginosa e da cianotoxina microcistina. Investigou-se a otimização de parâmetros como tempo de tratamento e intensidade de corrente elétrica aplicada. Os resultados obtidos nas condições aplicadas demonstram valores de 99% para a degradação de Microcystis aeruginosa e cianotoxina Microcistina com o tempo de 10min e densidade de corrente de 2mA.cm-2. Os testes de toxicidade aguda com ajuste de pH de 6,3 para 7,3 não apresentaram toxidade para a espécie teste Pimephales promelas. / The increasing eutrophication of aquatic environments is a consequence of human activities that disrupt ecosystems. The discharge of urban sewage, the use of chemical fertilizers, effluents from agro-industries and other industrial sectors promote the input of significant amounts of nutrients and organic matter in water, favoring increased blooms of algae, including cyanobacteria. Excessive organic matter and the discharge of agroindustrial effluents in the water bodies, represent the main factors for the excessive bloom of cyanobacteria, especially Microcystis aeruginosa and microcystin cianotoxin. In this study, an Advanced Oxidation Process named photoelectrooxidation, was used to the degradation of Microcystis aeruginosa and cianotoxin microcystin. The optimization of parameters such as, treatment time and intensity of electrical current applied in the process of PEO were evaluated. The results achieved under the conditions applied, show 99% of degradation with experimental times at 10 minutes and a current density of 2mA.cm-2. The acute toxicity tests, with pH adjustment from 6.3 to 7.3, did not show toxicity to the species Pimephales promelas.

Dissertação(mestrado) - Universidade Federal do Rio Grande, Programa de Pós–Graduação em Oceanografia Biológica, Instituto de Oceanografia, 2011 / Submitted by Cristiane Gomides (cristiane_gomides@hotmail.com) on 2013-12-16T03:06:44Z No. of bitstreams: 1 Priscila da Fonseca Teixeira.pdf: 335923 bytes, checksum: 69841da63959745c00a7a0e8b7859194 (MD5) / Approved for entry into archive by Sabrina Andrade (sabrinabeatriz@ibest.com.br) on 2013-12-18T18:10:59Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Priscila da Fonseca Teixeira.pdf: 335923 bytes, checksum: 69841da63959745c00a7a0e8b7859194 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-12-18T18:10:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Priscila da Fonseca Teixeira.pdf: 335923 bytes, checksum: 69841da63959745c00a7a0e8b7859194 (MD5) Previous issue date: 2011 / Na aqüicultura, o sistema sem trocas de água é eficiente e sustentável, permite manejar o balanço entre carbono e nitrogênio, e o desenvolvimento de microorganismos que contribuem na boa qualidade da água, alimentação e sobrevivência do organismo alvo do cultivo. No presente estudo, a composição e densidade de fitoplâncton e protozooplâncton em conjunto com variáveis físico-químicas foram avaliados em viveiros de cultivo de camarão Litopenaeus vannamei (Boone) em sistema sem troca de água em dois tratamentos, com e sem a adição de melaço como fertilizante de carbono. As amostras de água foram coletadas por um período de 70 dias (janeiro a abril de 2009) e os tratamentos apresentaram diferença significativa para o teor dos nutrientes fosfato, silicato e clorofila <20 μm. A clorofila foi dominada pela fração <20μm (>80%) nos dois tratamentos e alcançou os maiores valores (~400 μg L-1) no final do experimento. No viveiro com melaço houve um maior crescimento de cianobactérias filamentosas (Pseudoanabaena spp. e Spirulina sp.), de diatomáceas especialmente Pleurosigma sp. e de ciliados, além da presença de Oxyrrhis marina Dujardin e de Anabaena sp.. No viveiro sem melaço os flagelados e dinoflagelados, especialmente Protoperidinium sp. e outros da ordem Peridiniales foram mais freqüentes e abundantes. Em ambos os tratamentos foi observada uma alta densidade de cianobactérias cocóides e de dinoflagelados (Gymnodiniales e Gyrodinium sp.). Apesar de não terem sido encontradas diferenças estatísticas entre os tratamentos, ficaram claras tendências distintas de composição e densidade do fitoplâncton e protozooplâncton entre os viveiros, indicando a influência da adição de melaço. / In aquaculture the zero water exchange system is efficient, sustainable, and allows the management to balance the carbon and nitrogen compounds through the development of microorganisms contributing to good water quality, feeding and survival of the target organism. In this study, the composition and density phytoplankton and protozooplâncton together with physical and chemical variables were evaluated in shrimp ponds (Litopenaeus vannamei Boone) without water exchange in two treatments with and without the addition of molasses as carbon fertilizer. Water samples were collected during 70 days (January- April 2009). The treatments differed significantly in dissolved inorganic phosphate, silicate and chlorophyll <20 μm. Chlorophyll, dominated by the fraction <20 μm (> 80%), reached the highest values (~400 μg L-1) at the end of the experiment in both treatments. In the pond with molasses, the filamentous cyanobacteria (Pseudoanabaena spp., Spirulina sp.), the diatom Pleurosigma sp. and ciliates reached highest density and the dinoflagellate Oxyrrhis marina Dujardin and the cyanobacteria Anabaena sp. were present. In the pond without molasses, flagellates, and dinoflagellates Protoperidinium sp. and other Peridiniales were more frequent and abundant. In both treatments coccoid cyanobacteria and dinoflagellates (Gyrodinium sp. and other Gymnodiniales) were abundant. Although the differences were not statistically significant, the composition and abundance of phytoplankton and protozooplankton differed over time in both treatments, indicating the influence of the molasses addition.