Made available in DSpace on 2015-09-25T12:21:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PDF - Sara Leilane Paiva Vanderlei.pdf: 2224224 bytes, checksum: 7df791865cfe85386c252b567b3dac07 (MD5) Previous issue date: 2013-07-23 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The work aim to detect equilibrium phase (s) or non-equilibrium in a eutrophic reservoir of tropical semi-arid northeast, during a period of prolonged drought. Phytoplankton community structure with dominance of cyanobacteria was studied in association with the endogenous (physical and chemical water) and exogenous factors (climatic and hydraulic) that may influence the ecosystem dynamics. The study, conducted in the reservoir Argemiro de Figueiredo (Acauã), in the watershed of the Rio Paraíba - Paraíba state, was sampling weekly during September to December 2012, in the subsurface of two points: P1 (side arm) and P2 (near the dam). The variables analyzed were hydrometeorological (precipitation; share / volume), water temperature, underwater light climate (transparency; reason Zeuf: Zmis), pH, electrical conductivity, dissolved oxygen, soluble reactive phosphorus - RSP, dissolved inorganic nitrogen - DIN ( nitrite, nitrate and ammonia), DIN reason RSP, trophic state index - TEI, chlorophyll-and a quantitative characterization of phytoplakton (density and biomass) and qualitative (taxonomic identification, diversity, life strategy, functional group) . The prolonged drought (since January 2012) caused high evapotranspiration, so the reservoir had a water volume around 50% of its maximum capacity at the beginning of the research, with environmental stability (spatial and temporal homogeneity) and high levels of eutrophication (54 < EIT &#8804; 74), high water temperature (average> 27 ° C), basic pH (mean > 8.5), low availability of underwater light (Zeuf reason: Zmis <1) and high nutrients concentration. These conditions contributed to the establishment of a community dominated by filamentous cyanobacteria, low richness and high biomass represented by Planktothrix isothrix, Planktothrix agardhii and Cylindrospermopsis raciborskii (R strategist, functional groups S1 and Sn), and they were responsible for formation and maintenance of a steady-state during. In the absence of disturbances (rain events and flooding, disturbance factors that influence the dynamics of the ecosystem and its algal community) theb reservoir supported the establishment of functional phytoplanktonic groups which are specific biomarkers of eutrophic hypereutróphic levels with dominance of few taxa that formed a community ranging between phases steady-state and not steady-state , or equilibrium phases and non-equilibrium. The establishment of equilibrium phases of the periodical may be constant because of the presence of cyanobacteria in this steady-state reservoir The scenario described is an alert for environmental and public health managers because the public risk since the treatment methodologies adopted in the two potable work plants, which supply about 40,000 inhabitants, does not us technologies compatible with the removal of cyanotoxins. / Objetivando detectar fase(s) de equilíbrio (ou de não equilíbrio) em um reservatório eutrófico do tropico semiárido nordestino, durante um período de estiagem prolongada, foi abordada a estrutura da comunidade fitoplanctônica, com dominância de cianobactérias, elencando os fatores endógenos (físicos e químicos da água) e exógenos (climáticos e hidráulicos) que podem influenciam na dinâmica ecossistêmica. O estudo, desenvolvido no reservatório Argemiro de Figueiredo (Acauã), na bacia hidrográfica do Rio Paraíba, contou com amostragens semanais (setembro a dezembro/2012) na subsuperfície dos pontos P1 (braço lateral) e P2 (próximo à barragem). Foram analisadas variáveis hidrometeorológicas (precipitação pluviométrica; cota/volume), temperatura da água, clima de luz subaquático (transparência; razão Zeuf:Zmis), pH, condutividade elétrica, oxigênio dissolvido, fósforo reativo solúvel - FRS, nitrogênio inorgânico dissolvido - NID (nitrito, nitrato e amônia), razão NID:FRS, índice de estado trófico IET, clorofila-a e feita a caracterização quantitativa (densidade e biomassa) e qualitativa da comunidade fitoplanctônica (identificação taxonômica; diversidade, estratégia de vida, grupo funcional). A estiagem prolongada (desde janeiro de 2012) provocou evapotranspiração elevada, e no início da pesquisa o reservatório possuía volume de água em torno de 50% da capacidade máxima, apresentava níveis elevados de eutrofização (54 < IET &#8804; 74), temperatura da água elevada (media > 27°C), pH básico (média > 8,5), baixa disponibilidade de luz subaquática (razão Zeuf:Zmis <1) e ampla disponibilidade de nutrientes. Essas condições contribuíram para o estabelecimento de uma comunidade dominada por cianobactérias filamentosas, com baixa riqueza de espécies e alta biomassa, representada por Planktothrix isothrix, Planktothrix agardhii e Cylindrospermopsis raciborskii (R estrategistas pertencentes aos grupos funcionais S1 e Sn), responsáveis pela formação e manutenção de fases de estado estável. Na ausência de distúrbios (eventos de chuvas e transbordamento, fatores de perturbação que influenciem na dinâmica do corpo aquático e na sua comunidade algal) o reservatório de Acauã sustentou o estabelecimento de grupos funcionais fitoplantônicos específico, bioindicadores de níveis eutróficos até hiperetróficos, com dominância de poucos táxons que formaram uma comunidade oscilando entre fases de estado estável e não estável, ou seja, fases de equilíbrio e não equilíbrio. O estabelecimento de fases de equilíbrio periódicas podem ser a causa da presença constante de cianobactérias em estado estável neste reservatório. O cenário descrito representa um alerta ambiental e de risco à saúde pública uma vez que as metodologias de tratamento adotadas nas duas ETAs dos sistemas de potabilização da água de Acauã, que abastecem cerca de 40.000 habitantes, não contam com tecnologias compatíveis com a remoção de cianotoxinas.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-04-03T14:18:59Z No. of bitstreams: 1 otaviogomesdeoliveira.pdf: 4243222 bytes, checksum: c62c5bb84bf7f0347184d01b1befd1b2 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-04-03T19:02:21Z (GMT) No. of bitstreams: 1 otaviogomesdeoliveira.pdf: 4243222 bytes, checksum: c62c5bb84bf7f0347184d01b1befd1b2 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-03T19:02:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 otaviogomesdeoliveira.pdf: 4243222 bytes, checksum: c62c5bb84bf7f0347184d01b1befd1b2 (MD5) Previous issue date: 2007-03-29 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A Cylindrospermopsis raciborskii está entre as principais espécies observadas nas florações de cianobactérias no Brasil. Como essa espécie é potencialmente tóxica, podendo produzir hepatotoxinas e neurotoxinas, a formação de florações constitui um sério problema de interesse público, inclusive, no Brasil. A ocorrência de florações torna muito alto o custo de tratamento da água para consumo humano e, além disso, não existem hoje métodos eficientes para remoção das cianotoxinas da água. Por constituir um problema relevante para toda a sociedade, é imprescindível descrever qualitativa e quantitativamente as respostas desses organismos a fatores externos. Não considerando-se apenas uma situação real, mas também isolando fatores e buscando estabelecer em qual medida cada um deles determina o comportamento dessas cianobactérias. Neste trabalho, foi desenvolvido um equipamento automatizado, de bancada, para ser usado em experimentos que tratem das respostas de cianobactérias ao meio ambiente via regulação de flutuabilidade. Esse equipamento descreve o perfil de distribuição de organismos ao longo de um tubo contendo amostra. Ele pode ser configurado para monitorar essa distribuição ao longo do tempo. Com isso, é possível sujeitar os organismos a algum fator de interesse e avaliar as alterações nas concentrações dos organismos em função da profundidade. / Cylindrospermopsis raciborskii is among the most common species observed in cyanobacterial blooms in Brazil. Since this species is potentially toxic (it can produce hepatotoxins and neurotoxins), blooms formation constitute by itself a serious problem, of interest to all the society, including Brazil. The occurrence of cyanobacterial blooms makes the costs of water treatment for human use very expensive. Furthermore, there are no efficient methods nowadays for removing the cyanotoxins from water. Because it is a relevant problem to all the society, it is important to describe quantitatively and qualitatively the responses these organisms have to external factors. Not only considering a real situation, but also trying to isolate factors and establish how important each of them is in determining the behavior of these cyanobacteria. In this work, a fully automatic system is developed to be used in laboratory experiments that focus on the responses of cyanobacteria to the environment via the floating regulation mechanism. This set can describe how the organisms are distributed along the tube which contains the sample. It can be configured to monitor this distribution periodically, so that it is possible to subject the organisms to some external factor of interest and to assess the changes over time in the concentration of organisms as a function of the depth in the water column.

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.

INTRODUÇÃO: A urbanização em bacias hidrográficas contribui para a eutrofização antrópica dos seus corpos d´água, propiciando proliferações de algas tóxicas como as cianobactérias. Existe um padrão característico de sazonalidade nas florações de algas e comunidades de cianobactérias, embora estas algas possam estar presentes ou mesmo dominantes, na maior parte do ano, trazendo problemas práticos associados à elevada biomassa de cianobactérias e potenciais ameaças à saúde pelo aumento de toxinas. A hipótese desta tese é de que as variações do tempo e do clima podem influenciar a qualidade da água de abastecimento ao propiciar florações das algas tóxicas, cianobactérias, que geram toxinas dificilmente filtradas pelos mecanismos comuns, gerando um problema de saúde pública que pode ser agravado com as mudanças climáticas conjuntamente o fenômeno de urbanização crescente nos países de economia emergente. OBJETIVO: O objetivo deste estudo foi investigar qual a influência do tempo e do clima na qualidade da água de abastecimento público de bacias urbanizadas através do indicador de algas tóxicas chamadas cianobactérias. MATERIAL E MÉTODOS: Para tanto investigou-se em primeiro lugar qual o contexto das proliferações de cianobactérias em reservatório de abastecimento público e suas consequências bem como qual o estado da arte sobre a qualidade da água de reservatórios eutrofizados em bacias urbanizadas, foi elaborado um mapeamento bibliográfico para saber qual a extensão do problema e do que se sabe a respeito. E, por fim, correlacionou-se a influência do tempo e do clima na qualidade da água para abastecimento no caso da bacia urbanizada da Represa Guarapiranga, localizada ao sul da Cidade de São Paulo, com vistas à previsibilidade e prevenção do fenômeno das florações das cianobactérias. RESULTADOS E DISCUSSÃO: Chegando-se a conclusão de que a pressão antrópica e o uso do solo são um fator determinante para a eutrofização de reservatórios de abastecimento e que, por tanto, bacias hidrológicas ocupadas pelo espraiamento urbano são particularmente propensas a apresentar reservatórios de água contaminados com algas toxicas, ao mesmo tempo que são as mais visadas para abastecer a população em seu entorno. O mapeamento bibliográfico mostrou que a proliferação de cianotoxinas em reservatórios eutrofizados é prevalente em diferentes latitudes e climas. A modelagem de correlação teve sucesso em explicar de 16% à 30% das florações na Guarapiranga de acordo com episódios de Irradiação e de precipitação pluviométrica, sendo resultados coerentes com a literatura, embora sejam baixo para gerar um modelo preditivo. CONSIDERAÇÕES FINAIS: A pressão antrópica da urbanização de bacias hidrográficas sem planejamento ou infra-estrura sanitária se mostrou uma questão de Saúde Pública e Saúde Urbana. As florações de cianobactérias se apresentaram como fenômenos presentes em diferentes latitudes, climas e graus de organização do espaço, mostrando assim serem uma questão global de saúde pública. A modelagem para o caso de São Paulo resultou em valores de explicação insuficientes para gerar um modelo preditivo do fenômeno das florações, evidenciando o sistema complexo de interação ambiente-ocupação humana-uso do solo- clima, exigindo assim que sejam acrescentadas demais variáveis ao modelo. / INTRODUCTION: Urbanization in hydrographic basins contributes to the anthropic eutrophication of their water bodies, propitiating toxic algae proliferation such as cyanobacterias. There is a characteristic pattern of seasonality in algae blooms and cyanobacteria communities, although theses algae may be present or even dominant during most part of the year. They cause practical problems associated with high biomass volumes, and potential health threats by the rise of toxins. This thesis\' hypothesis is that weather and climate variations can influence the quality of drinking water supply, because toxins are hardly filtered by ordinary mechanisms. The problem can be aggravated by climate change conjointly with the rapid widespread of urbanization in low and middle income countries. OBJECTIVE: This study\'s aim was to investigate the influence of weather and climate variables on the quality of water from the public drinking water supply system of an urbanized watershed through the indicator of toxic algae - denominated cyanobacterias. MATERIALS AND METHODS: First, the cyanobacterias\' blooms in eutrophic reservoir and its\' consequences, was studied by literature review and by an exploratory analysis of monthy weather varables and cyanobacterias data. Secondly, a bibliographical mapping review was drafted in order to know the extension of the problem and what is known regarding it. Finally, data of weather and climate were correlated with the quality of supple water of the, Guarapiranga reservoir, located on the south of São Paulo metropolitan area, acknowledging predictability and prevention of the phenomenon of cyanobacteria bloom. FINDINGS AND DISCUSSION: The conclusion was that the anthropic pressure and land use are determinant factors to the eutrophication of supply reservoir and, therefore, hydrological basins occupied by urban sprawling are particularly at risk of presenting water reservoirs contaminated with toxic algae. They are the most targeted to supply water to their neighbor population. The bibliographic mapping showed that the proliferation of cyanotoxins in eutrophized reservoirs is prevalent in different latitudes and climates. The correlation modeling was successful in explaining 16% to 30% of blooms in Guarapiranga according to episodes of irradiation and low precipitation, matching results found in literature, although they are low for the creation of a predicative model. FINAL CONSIDERATIONS: The anthropic pressure of urbanization on hydrographic basins without planning or sanitary infrastructure guidelines was shown to be a matter of public and urban health. Cyanobacterias\' blooms was shown to be a phenomena present in different latitudes, climates and degrees of space organization, proving to be a matter of global public health. The modeling for the case of São Paulo has resulted in insufficient explanation values to generate a predictive model of the phenomena of flowering, indicating the complex interaction system involving environment, human occupation, land use and climate, and demanding that more variables be acknowledged in the model.

A oferta de água vem se tornando cada vez mais diminuta à medida que a população, a indústria e a agricultura se expandem. A contaminação dos mananciais gerada pelo descarte de efluentes domésticos e industriais leva a eutrofização, processo pela qual grande aporte de nutrientes, particularmente fosfatos, leva ao crescimento excessivo de algas. As cianobactérias são microrganismos procariontes, que vivem nos ambientes mais adversos. A floração dessas algas quando presente em mananciais destinados ao consumo humano gera sérios problemas à saúde humana, pois algumas dessas algas podem gerar toxinas, conhecidas como hepatotoxinas, neurotoxinas e dermatotoxinas, de acordo com sua ação farmacológica. Dentre as hepatotoxinas encontramos a microcistina, um heptapeptídeo cíclico que pode levar à morte em horas ou dias. O objetivo desse estudo foi viabilizar a técnica HPLC, já proposta por outros autores, para quantificar microcistinas-LR em reservatórios de água, em escala empresarial para ser implementada em laboratórios de análise de águas. Para o desenvolvimento da técnica, foram utilizadas amostras de uma lagoa com floração de Microcystis. Para determinar a eficiência da técnica cromatográfica, foram realizados estudos com outro método, através do kit ELISA. Nessa etapa do trabalho, verificou-se que a técnica HPLC é mais sensível e viável para a quantificação das microcistinas. Nos experimentos realizados com a cromatografia líquida, observou-se que a coluna C-18 LiChrosorb (25 cm) 7 Sm utilizada no método, e o solvente metanol apresentaram grande influência nos resultados. À medida que os experimentos foram executados, verificou-se o decréscimo da sensibilidade da coluna. Os resultados foram satisfatórios apenas após a limpeza realizada na coluna, onde os padrões apresentaram uma curva de correlação igual a 0,92. Este fato leva a concluir que as colunas precisam ser renovadas para análises mais sensíveis, como no caso das microcistinas. As amostras extraídas com metanol apresentaram resultados relevantes, isto é, quanto maior a concentração de metanol utilizado na extração, maior a concentração de microcistina-LR obtida nos resultados, concluindo o metanol ser o solvente apropriado para a extração. Por fim, conclui-se que o método desenvolvido é viável, apresentando algumas dificuldades para sua implantação em escala empresarial. / The water supply has been decreasing more and more as the population, industry and agriculture expand. The contamination of the water sources generated by the domestic and industrial effluents discharges leads to the eutrophization, process where the large presence of nutrients, particularly phosphates, causes excessive increase of algae. The cyanobacteria are procaryote microorganisms which live in the most diverse environments. The florescence of the algae when present in sources directed to human consumption generates serious problems to the human health, for some of them may produce toxins known as hepatotoxins, neurotoxins and dermotoxins, according to their pharmacological action. Among the hepatotoxins, the microcystin, a cyclic heptapeptide that can lead to death in hours or days, is found. The objective of this study was to make feasible the use of the HPLC technique, already proposed by other authors, to quantify microcystins-LR in water reservoirs, in enterprise scale to be implemented in water analysis laboratories. In order to develop the technique, samples of water from a pond with Microcystis florescence were utilized. To evaluate the efficiency of the chromatographic technique, studies were performed with another method, through the ELISA kit. In this phase of the work, it was verified that the HPLC technique is the most sensible and viable for the quantification of the microcystins. It was observed, in the experiments performed with the liquid chromatography, that the column C-18 LiChrosorb (25 cm) 7 Sm utilized in the method and the methanol solvent presented great influence in the results. As the experiments were realized, the decrease of the sensibility of the column was verified. The results were satisfactory only after the column being cleaned, when the patterns presented a curve of correlation equal to 0.92. This fact leads to the conclusion that the columns need to be renewed for more sensible analysis, like in the case of the microcystins. The samples extracted with methanol presented relevant results, that is, the greater the concentration of the methanol utilized, the higher the concentration of microcystin-LR obtained in the results, leading to the conclusion that methanol was the solvent adequate to the extraction. Finally, it was concluded that the method developed is feasible, presenting some difficulties concerning its implantation in enterprise scale.

As cianobactérias atuam no tratamento de águas residuárias em lagoas de estabilização. Seu estudo torna-se importante tanto pela atuação no referido tratamento como na possível produção de toxinas e seus efeitos nos sistemas aquáticos e saúde da população. Protocolos moleculares para culturas axênicas ou naturais foram testados e adaptados para as amostras analisadas. Este trabalho teve como objetivo avaliar o método molecular de eletroforese em gel de gradiente desnaturante nas espécies de Microcystis (cianobactérias) em um sistema de lagoas de estabilização. Foram utilizadas as técnicas de Reação de Polimerização em Cadeia (PCR) e Eletroforese em Gel de Gradiente Desnaturante (DGGE) do gene RNAr 16S como marcador molecular na análise de cianobactérias no sistema de lagoas de estabilização de São Lourenço da Serra - SP. Este sistema é composto por tratamento primário (caixa de areia), fossa séptica seguida de um sistema australiano (lagoa anaeróbia seguida por uma lagoa facultativa) e na saída do sistema de lagoas um tanque de cloração. Na amostra ambiental realizada na lagoa facultativa obteve-se, através de exame microscópico, o predomínio das espécies Microcystis aeruginosa e Microcystis flos-aquae. Através da técnica molecular de DGGE foi obtido um padrão de aproximadamente 18 bandas com a amostra ambiental. / Cyanobacteria are active in wastewater treatment in stabilization ponds. The study of these microrganisms is of a great importance considering their role in the referred wastewater treatments as well as their potential to produce toxins and their effects in aquatic systems and public health. Molecular protocols for pure or natural cultures were tested and adapted for the collected environmental samples. This work had as objective to evaluate the molecular method of denatuirng gradient gel electrophoresis in the Microcystis species (cyanobacteria) in a system of stabilization ponds. The techniques Polimerase Chain Reaction (PCR) and Denaturing Gradient Gel Electrophoresis (DGGE) of the gene 16S rRNA as molecular marker were used in the cyanobacteria analysis in the system of stabilization ponds of São Lourenço da Serra - SP. This system is composed by primary treatment (box of sand), septic tank followed by an Australian system (anaerobic pond proceeded by an facultative pond) and in the exit of the system a clorine tank. In environmental sample accomplished in the facultative pond it was obtained, as microscopic result, the prevalence of the species Microcystis aeruginosa and Microcystis flos-aquae. Through molecular techniques a pattern of approximately 18 bands with these environmental sample was obtained.

Os sistemas de lagoas de estabilização constituem uma tecnologia de tratamento de esgoto atraente para pequenas e médias comunidades, principalmente devido ao baixo custo, simplicidade operacional e boa eficiência de remoção de poluentes orgânicos e patógenos. Entretanto, apresentam elevadas concentrações de algas, cianobactérias e outras bactérias em seus efluentes. Neste trabalho, três coletas foram realizas na lagoa facultativa no município de Cajati - São Paulo - Brasil em 16 de dezembro de 2004, 25 de janeiro e 13 de abril de 2005. A população de cianobactérias foi estimada usando as técnicas de Número Mais Provável (NMP) e isolamento em meio de cultura BG-11 com e sem nitrogênio. O NMP da população de Cajati na lagoa facultativa variou em torno de 2,3 x \'10 POT.2\' a 1,5 x \'10 POT.4\' células/mL. Um total de 10 linhagens, pertencentes a cinco gêneros de cianobactérias (Synechococcus, Merismopedia, Leptolyngbya, Limnothrix e Nostoc), foi isolado e identificado morfologicamente e por análises moleculares. A identificação morfológica das linhagens isoladas foi congruente com análises filogenéticas baseadas nas seqüências do gene RNAr 16S. A amostra ambiental coletada no dia 16 de dezembro de 2004 foi também analisada por meio da construção de uma mini-biblioteca do espaço intergênico (IGS) juntamente com suas regiões flanqueadoras dos genes cpcB e cpcA do operon da ficocianina. Somente três seqüências de cpcBA-IGS de boa qualidade foram obtidas dos 112 clones gerados, as quais apresentaram baixa similaridade com seqüências do GenBank. Testes foram realizados para avaliar microcistinas nas cianobactérias isoladas e nas amostras ambientais usando o método ELISA e a detecção do gene mcyA. Resultados acima de 0,1 µg/L de microcistinas foram obtidos em seis das dez linhagens isoladas e em duas amostras ambientais. Não foram observadas amplificações por PCR do gene mcyA em todas as linhagens e amostras ambientais analisadas. Testes de bioatividade para detectar a presença de substâncias bioativas foram conduzidos usando extratos intra e extracelulares de cianobactérias obtidos com diferentes solventes orgânicos. Alguns extratos mostraram atividades inibitórias contra Salmonella typhimurium, Bacillus subtilis, Bacillus cereus, Staphylococcus pasteuri e Staphylococcus aureus. O DNA genômico dos isolados foi analisado por PCR para seqüências similares ao domínio da cetosintase (KS) do tipo I do gene da policetídeo sintase, obtendo resultado positivo para as linhagens Leptolyngbya CENA 103, Nostoc CENA 105, Nostoc CENA 107, Synechococcus CENA 108, Limnothrix CENA 109, Limnothrix CENA 110, Limnothrix CENA 111 e Leptolyngbya CENA 112. Espectrometria de massa (Q-TOF) dos isolados de cianobactérias revelou espectros de cianopeptídeos putativos. Esses resultados mostraram que as cianobactérias de lagoas facultativas produzem uma variedade de metabólitos secundários bioativos de funções desconhecidas. / Stabilization ponds systems constitute a sewage treatment technology attractive to small and medium communities, mainly due to low cost, operational simplicity and good efficiency of removing organic pollutants and pathogens. However, high concentrations of algae, cyanobacteria and other bacteria are present in their effluent. In this work, three sampling were carried out at the facultative pond from Cajati city - São Paulo - Brazil in December 16, 2004, January 25 and April 13, 2005. The cyanobacterial population was estimated using the Most Probable Number (MPN) and isolation in BG-11 culture medium (with and without nitrogen) techniques. The MPN of the population from Cajati facultative pond varied from 2.3 x \'10 POT.2\' to 1.5 x \'10 POT.4\' cells/mL. A total of 10 strains, belonging to five cyanobacteria genera (Synechococcus, Merismopedia, Leptolyngbya, Limnothrix and Nostoc) was isolated and identified by morphological and molecular analyses. The morphological identification of the strains was congruent with their phylogenetic analyses based on 16S rDNA gene sequences. The environmental sample collected in December 16, 2004 was also analyzed through the construction of a mini-library of the intergenic spacer (IGS) together with its flanking regions of the cpcB and cpcA genes of the phycocyanin operon. Only three cpcBA-IGS sequences with good qualities were obtained from 112 clones, which showed low similarities with sequences from GenBank. Tests were carried out to evaluate microcystins in the cyanobacterial isolates and environmental samples, using ELISA assay and detection of mcyA gene. Results above of 0.1 µg/L of microcystin were obtained in six of the ten isolate strains and in two environmental samples. No PCR amplification of mcyA gene was observed in all strains and environmental samples analyzed. Bioactivity test to detect the presence of bioactive compounds were conducted using intra and extracellular cyanobacterial extracts obtained with different organic solvents. Some extracts showed inhibitory activities against Salmonella typhimurium, Bacillus subtilis, Bacillus cereus, Staphylococcus pasteuri and Staphylococcus aureus. The genomic DNA of isolates was analyzed by PCR for sequence similarities to the ketosynthase (KS) domain of type I polyketide synthase with positive results for Leptolyngbya CENA 103, Nostoc CENA 105, Nostoc CENA 107, Synechococcus CENA 108, Limnothrix CENA 109, Limnothrix CENA 110, Limnothrix CENA 111, and Leptolyngbya CENA 112. Mass spectrometry (Q-TOF) of the cyanobaterial isolates revealed spectra of putative cyanopeptides. These results showed that cyanobacteria of facultative pond produce a variety of bioactive secondary metabolites of unknown functions.

Por suas características fisiológicas, cianobactérias se adaptam rapidamente em sistemas eutrofizados e geralmente predominam na comunidade fitoplanctônica. O crescimento excessivo desses microrganismos resulta em dificuldades e acréscimo nos custos do tratamento de água para consumo humano. Além da rápida colmatação dos filtros devido à grande massa orgânica, atribuição de cor e sabor, cianobactérias podem se apresentar tóxicas, liberar na água metabólitos nocivos e também serem precursoras na formação de subprodutos. Assim, este trabalho teve por objetivo avaliar a eficiência de remoção da cianobactéria Microcystis sp por pré-oxidação com cloro, coagulação com sulfato de alumínio, filtração direta e pós-cloração em escala de bancada, baseando-se nos parâmetros de turbidez, contagem celular, distribuição de tamanho e contagem de partículas, carbono orgânico dissolvido e subprodutos organoalogenados. Para atingir tal objetivo foi necessária a realização de experimentos para determinação da dosagem e do tempo de contato de cloro livre e a construção de diagramas de coagulação-filtração. Paralelamente foi determinado o Potencial de Formação de Trialometanos. A presença de cianibactérias não pareceu favorecer a formação de subprodutos indesejados da cloração. O ensaio final foi realizado com pré-cloração, coagulação, filtração e pós-cloração. Para a água pré-clorada com 2,5 mg/L de cloro livre, coagulada com 4 mg/L de sulfato de alumínio comercial, filtrada em areia com tamanho de grãos entre 0,3 a 0,59 mm e pós-clorada com 3,0 mg/Lde cloro livre, a turbidez reduziu de 2,89 para 0,36 uT, redução de 88%. A contagem celular mostrou decréscimo de 99,98% e a contagem de partículas reduziu 96,3% na faixa de tamanho de 3 a 20 \'mü\'m. Também foi observado aumento do carbono orgânico dissolvido com o aumento da dosagem de cloro livre. / Because of their physiological characteristics, cyanobacteria are able to adapt themselves quickly in eutrophic systems and are usually predominant in water bodies. The excessive growth of these organisms results in an increase in water treatment costs and other problems. Beside faster filter clogging due to the large amounts of cyanobacteria, these organisms may be toxic, release toxic metabolites and act as nuisance subproducts precursors. The aim of this work is to evaluate Microcystis sp cyanobacteria removal efficiency by chlorine preoxidation, aluminum sulfate coagulation, direct filtration and post-chlorination in bench-scale experiments. The removal efficiency was evaluated based on turbidity, cell counts, particle size distribution, dissolved organic carbon and halogenated organic subproducts. To reach the objectives it was first necessary to do experiments to determine free chlorine dose and contact time and also prepare coagulation-filtration diagrams. The trihalomethane formation potential was also determined, showing the presence of cyanobacteria did not contribute to subproduct formation. The final test, involving prechlorination, coagulation, filtration and post-chlorination, showed excellent Microcystis sp removal results. For prechlorinated water with 2,5 mg/L of free chlorine, coagulated with 4 mg/L of aluminum sulfate, filtered in a sand bed with grain size between 0,3 and 0,59 mm and post-chlorinated with 3,0 mg/L of free chlorine, turbidity was reduced from 2,89 to 0,36 uT, a 88% decrease. Cell count showed a 99,98% decrease and the particle count was reduced in 96,3% in the size range of 3 to 20 \'mü\'m. An increase in dissolved organic carbon related to the increase in the free chlorine dose was also noted.

A ampla diversidade metabólica das cianobactérias é associada não somente a sua importância nos ciclos biogeoquímicos, mas também a sua distribuição global. Tal característica também é responsável pela capacidade destes organismos em produzir uma ampla variedade de substâncias de estruturas incomuns e atividades de interesse para o homem. Microcystis é um gênero cianobacteriano reconhecido como produtor de mais de duas centenas de produtos naturais, incluindo cianotoxinas. Microcystis aeruginosa é uma espécie frequentemente encontrada em florações, portanto causando preocupações sobre sua influência ecológica, especialmente em corpos d\'água doce utilizados para consumo humano. Desta forma, o objetivo deste trabalho foi o levantamento da diversidade e quantidade de metabólitos secundários que podem ser produzidos pela espécie, através de análises genômicas, além de variáveis que podem potencialmente interferir nas análises computacionais, procurando-se por padrões na espécie, e comparando-se 18 linhagens de todos os continentes. Foi encontrado o total de 235 agrupamentos relacionados ao metabolismo secundário, categorizados em 12 classes segundo as estruturas de seus produtos, nas 18 linhagens, evidenciando a riqueza de agrupamentos relacionados ao metabolismo secundário encontrados nesta espécie. Destes agrupamentos, os mais abundantes pertencem às categorias dos Terpenos, Híbridos, Bacteriocinas e NRPS. Entre as NRPS, nenhuma foi comum a todas as linhagens. Ainda, a quantidade de agrupamentos variou entre 6 e 21, e a quantidade de categorias de produtos variou entre 4 e 10, mostrando uma distribuição heterogênea de agrupamentos e tipos de metabólitos preditos. Esta distribuição heterogênea foi detalhada para melhor compreensão deste padrão encontrado na espécie. Dos agrupamentos de NRPS, os três mais frequentes foram selecionados para uma análise pormenorizada de sua estrutura e sequência: aeruginosina (15 linhagens), microcistina (11 linhagens), e micropeptina (15 linhagens). O agrupamento de micropeptina encontrado nas linhagens SPC777, TAIHU98 e PCC 9806 se mostrou amplamente dissimilar com relação à referência utilizada, potencialmente indicando um erro de identificação causado pela plataforma antiSMASH utilizada para a localização dos agrupamentos. Análises de colinearidade genômica mostram uma baixíssima sintenia entre os genomas das linhagens em análise, sugerindo frequentes eventos de reorganização genômica. Ainda, análises de pangenoma mostram um cenário em que mais genomas desta espécie são necessários para a estimativa da quantidade total de genes diferentes que a espécie pode possuir, o que é interessante para futuros estudos de procura de metabólitos secundários. Análises do genoma cerne apontam para uma estimativa segura de 1.944 genes comuns a todos os genomas desta espécie, o que corresponde entre 35% e 50% dos genes em cada linhagem. Análises estatísticas apontam para diferentes graus de interferência não linear da quantidade de sequências contíguas na observação de diferentes padrões de outras características genômicas, sugerindo precaução nas expectativas com relação ao metabolismo secundário em caso de linhagens em que a montagem gênica ultrapasse o limite superior aproximado de 100 sequências contíguas. / The wide metabolic diversity of cyanobacteria is associated not only with their importance in biogeochemical cycles, but also with their global distribution. Such a feature is also responsible for the ability of these organisms to produce a wide variety of substances with unusual structures and activities of interest to man. Microcystis is a cyanobacterial genus recognized as a producer of more than two hundred natural products, including cyanotoxins. Microcystis aeruginosa is a species frequently found in cyanobacterial blooms, thus causing concerns about its ecological influence, especially in freshwater bodies used for human consumption. In this way, the objective of this work was the survey of the diversity and quantity of secondary metabolites that can be produced by the species, through genomic analyzes, besides variables that can potentially interfere in the computational analyzes, searching for patterns in the species, and comparing 18 strains from all the continents. A total of 235 clusters, categorized in 12 classes according to the structure of their products, were found in the 18 strains, evidencing the richness of clusters related to the secondary metabolism found in this species. Of these clusters, the most abundant belong to the categories of Terpenes, Hybrids, Bacteriocins and NRPS. Among NRPS, none were common to all strains. Also, the number of groups ranged from 6 to 21, and the number of product categories ranged from 4 to 10, showing a heterogeneous distribution of predicted groupings and types of metabolites. Such a heterogeneous distribution was detailed for a better understanding of this pattern found in the species. Of the NRPS clusters, the three most frequent were selected for a detailed analysis of their structure and sequence: aeruginosin (15 strains), microcystin (11 strains), and micropeptin (15 strains). The micropeptide cluster found in the SPC777, TAIHU98 and PCC 9806 strains was widely dissimilar to the reference, só potentially indicating an identification error caused by the antiSMASH platform used to locate the clusters. Genomic collinearity analyzes showed a very low synteny among the genomes of the strains under analysis, suggesting frequent events of genomic reorganization. Also, pangenome analyzes show a scenario in which more genomes of this species are needed for the estimation of the total amount of different genes the species may possess, which is interesting for future studies conserning secondary metabolites. Coregenome analyzes point to a reliable estimate of 1,944 genes common to all genomes of this species, which corresponds to 30% up to 50% of the genes in each strain. Statistical analyzes point to different degrees of non-linear interference of the number of contiguous sequences on the observation of different patterns of other genomic characteristics, suggesting necessary caution about expectations regarding the secondary metabolism in case of strains in which the gene assembly exceeds the approximate upper limit of 100 contiguous sequences.

As cianobactérias produzem substâncias tóxicas que são conhecidas como cianotoxinas. Inúmeros casos de intoxicações em humanos e animais têm sido reportados nos mais diversos países. Várias cianobactérias tóxicas são planctônicas e desenvolvem-se em ambientes de água doce formando florações intensas sob condições favoráveis. Florações de cianobactérias têm sido observadas durante todo o ano no reservatório Salto Grande (Americana, SP) que possui intenso uso recreacional, além de servir para abastecimento público de água, pesca e irrigação de culturas. Portanto, avaliar a comunidade de cianobactérias e identificar a presença de genes de cianotoxinas, bem como detectar a produção de toxinas em florações do reservatório de Salto Grande é de fundamental importância para os órgãos de saúde pública para permitir a utilização segura desses corpos d\'água. Neste estudo, três amostras de água com florações de cianobactérias foram analisadas, as quais foram coletadas em diferentes períodos, em dois locais com intenso uso recreacional. As investigações sob microscópio óptico das amostras preservadas com solução de lugol identificaram quinze gêneros cianobacterianos, sendo dois deles até então desconhecidos para o local (Plantothrix e Komvophorum). As contagens de células usando a técnica de Utermöl realizadas para duas das amostras de água mostraram valores que excedem os recomendados pela Portaria Nº 2914 do Ministério da Saúde, a qual estabelece análises e coletas semanais da água acima de 20.000 células/mL. O potencial genético para produção das toxinas cilindrospermopsina, saxitoxina e microcistina foi avaliado a partir da extração do DNA genômico total das amostras ambientais e observou-se amplificação por PCR dos genes cyrJ, sxtA, sxtI, mcyE e mcyG. Os produtos da PCR foram sequenciados e as análises filogenéticas das sequências de aminoácidos mostraram que elas se agruparam com sequências homólogas de cianobactérias conhecidas como produtoras das respectivas toxinas. No entanto, as análises químicas de LC-MS/MS das amostras ambientais buscando as três referidas toxinas detectaram a presença somente de microcistina. As variantes de microcistinas encontradas foram as MC-LR e MC-RR. Os resultados deste estudo contribuem para o aumento de informações sobre o reservatório Salto Grande, e mais uma vez alertam para a preocupante situação deste reservatório em relação à saúde pública. / Cyanobacteria produce toxic substances which are known as cyanotoxins. Numerous cases of poisoning in humans and animals have been reported in several countries. Several toxic cyanobacteria are planktonic and develop in freshwater environments forming intense blooms under favorable conditions. Cyanobacterial blooms have been observed throughout the year in the Salto Grande reservoir (Americana, SP) that has intense recreational use, besides serves to public water supply, fisheries and crop irrigation. Therefore, evaluate cyanobacterial community and identify the presence of cyanotoxin genes as well as assess the production of toxins in blooms from the Salto Grande reservoir is of fundamental importance to public health agencies to allow safe uses of these water bodies. In this study, three water samples with cyanobacterial bloom were analyzed, which were collected at different periods, in two locations with intense recreational use. Investigations under optical microscope of the samples preserved with Lugol\'s iodine solution identified fifteen cyanobacterial genera, being two of them hitherto unknown to the location (Plantothrix and Komvophorum). Cell counts using the Utermöl technique performed for two water samples showed values exceeding those recommended by the Regulation Nº 2.914 of the Brazilian Ministry of Health, which establish weekly analyzes and sampling of water above 20,000 cells/mL. The genetic potential for production of the toxins cylindrospermopsin, saxitoxin and microcystin was evaluated using total genomic DNA from the environment samples and it was observed PCR amplification of the genes cyrJ, sxtA, sxtI, mcyE and mcyG. The PCR products were sequenced and phylogenetic analyses of amino acid sequences showed that they grouped with homologous sequences of known cyanobacterial producers of the respective toxins. However, the chemical analyzes of LC-MS/MS of the environmental samples searching for the three referred toxins detected only the presence of microcystin. The microcystin variants found were MC-LR and MC-RR. The results of this study contribute to the increase of information on the Salto Grande reservoir, and once again warming to the alarming situation of this reservoir related to public health.