Introdução: Os problemas ambientais estão ocorrendo cada vez com mais freqüência, e um destes problemas está relacionado com a água, pois águas de boa qualidade na natureza estão ficando mais escassas. Objetivo: O objetivo do presente estudo é avaliar as condições ambientais em que se encontram as águas captadas por 4 estações de tratamento de água, sendo cada uma delas localizadas em 4 cidades, as quais são: Bragança Paulista, Piracaia, Nazaré Paulista e Mairiporã; e cujas águas são pertencentes aos mananciais que fazem parte do Sistema Cantareira. Metodologia: A metodologia está baseada a partir de dados secundários obtidos de relatórios e análises realizadas pela SABESP (Companhia de Saneamento Básico do Estado de São Paulo), no período de 2002 a 2008. Uma das formas de avaliação dos efeitos da poluição causados por mudanças ambientais ou atividades antrópicas, sobre a vida aquática dos mananciais, pode ser com o uso de bioindicadores. Variáveis bióticas e abióticas são as ferramentas deste estudo que estão inter-relacionadas, dependendo da influência que uma causa sobre a outra. Como variável biótica que indica poluição, destaca-se as cianobactérias, por serem estas resistentes aos poluentes. Este trabalho busca informações de variáveis abióticas em decorrência da própria mudança ambiental, para melhor avaliação sobre as variáveis bióticas fornecidas por microrganismos planctônicos como o crescimento de cianobactérias em águas continentais, por exemplo, aumento de poluentes como o excesso de nitrogênio e fósforo total do corpo dágua, alterações de natureza climática como a variação de temperatura da água, e a concentração de oxigênio dissolvido da água. Para efeito de comparação com as cianobactérias, foram utilizadas as algas verdes, desta forma procurou-se avaliar num determinado período de tempo as condições ambientais das águas captadas pelas estações de tratamento situadas ao longo do Sistema Cantareira, mostrando que o crescimento da densidade de cianobactérias aponta para um aumento gradual de poluição. Resultados: Os resultados indicam que no período do estudo, houve um aumento no número de cianobactérias em todos os reservatórios considerados: Bragança Paulista (75 por cento), Piracaia (105 por cento), Nazaré Paulista (22 por cento) e Mairiporã (179 por cento) / Introduction: The environmental problems are happening every time with more frequency, and one of these problems is related with the water, because waters of good quality in the nature are being scarcer. Objective: The objective of the present study is to evaluate the environmental conditions in that meet the waters captured by 4 water treatment plants, being located each one of them in 4 cities, which are: Bragança Paulista, Piracaia, Nazaré Paulista and Mairiporã; and whose waters are belonging to the sources that are part of the Cantareira System. Method: The methodology is based starting from obtained secondary data of reports and analyses accomplished by SABESP (Company of Basic Sanitation of the State of São Paulo), in the period from 2002 to 2008. One in the ways of evaluation of the effects of the pollution caused by environmental changes or anthropogenic activities, about the aquatic life of the watershed, it can be with the bioindicators use. Variable biotics and abiotics are the tools of this study that are interrelated, depending on the influence that a cause on the other. As variable biotic that indicates pollution, stands out the cianobactérias, for they be these resistant ones to the pollutants. This work search for information of abiotic variables due to the own environmental change, for better evaluation on the biotic variables supplied by planktonic microorganisms as the cyanobacteria growth in continental waters, for example, increase of pollutants as the excess of nitrogen and total phosphorus of the body of water, alterations of climatic nature as the variation of temperature of the water, and the concentration of dissolved oxygen of the water. For comparison effect with the cyanobacterias, the green algae were used, this way it tried to evaluate in a certain period of time the environmental conditions of the waters captured by the treatment plants located along the Cantareira System, showing that the growth of the cyanobacteria density indicate for a gradual increase of pollution. Results: The results indicate that in the period of the study, there was an increase in the cyanobacteria number in all the considered reservoirs: Bragança Paulista (75per cent), Piracaia (105per cent), Nazaré Paulista (22per cent) and Mairiporã (179per cent)

Os três reservatórios rasos e em série localizam-se no Parque Estadual das Fontes do Ipiranga (PEFI), região sudoeste do município de São Paulo, numa unidade de conservação que abriga as nascentes do histórico riacho do Ipiranga. O primeiro reservatório recebe água do Lago das Garças, um sistema artificial eutrófico, onde já foram detectadas florações de cianobactérias potencialmente tóxicas e com problemas ecológicos, sanitários e estéticos. Objetivo. Analisar a variação sazonal da comunidade fitoplanctônica de três reservatórios rasos subseqüentes a um lago hipereutrófico localizado no município de São Paulo/SP, visando avaliar a qualidade da água durante o sistema em série. Material e Métodos. As coletas foram realizadas trimensalmente durante o período de um ano (outubro/2005 a julho/2006), em uma estação de amostragem em cada um dos três reservatórios e a duas profundidades: superfície e fundo. Foram determinadas variáveis morfométricas (área superficial, perímetro, comprimento máximo e profundidade), climatológicas (temperatura do ar e precipitação), físicas e químicas (temperatura da água, transparência, zona eufótica, pH, condutividade, turbidez, oxigênio dissolvido, demanda bioquímica de oxigênio, fósforo total e ortofosfato, nitrogênio total e amoniacal), biológicas (coliformes totais e termotolerantes, clorofila-a, feofitina, composição florística, densidade total, biovolume, estimativa do número de células e espécies descritoras) e aplicações de índices biológicos. Na análise qualitativa foi empregada a rede de malha de 20 µm e identificação em microscópio óptico binocular com câmara clara. Na análise quantitativa, foi utilizado a garrafa coletora e método de sedimentação em câmara de volume definido e contagem em microscópio invertido. A ordenação dos dados foi realizada por meio da análise de componentes principais (ACP) e análise de correspondência canônica (ACC). Resultados. Como conseqüência da floração de cianobactérias registradas nos três reservatórios, foram identificados 125 táxons distribuídos em 12 classes. A classe com maior representatividade foi Chlorophyceae com 38,8%, seguida por Cyanobacteria (23,8%), Euglenophyceae (8,7%), Cryptophyceae (6,3%), Zygnemaphyceae (5,5%), Bacillariophyceae (4,7%) e 11,1% para as demais classes (Chrysophyceae, Coscinodiscophyceae, Dinophyceae, Xanthophyceae, Craspedomonadophyceae e Fragilariophyceae). Os táxons que apresentaram 100% de freqüência foram: Microcystis aeruginosa, Cylindrospermopsis raciborskii, Planktothrix agardhii (Cyanobacteria). As espécies descritoras que podem ser consideradas como bioindicadoras de poluição foram Cylindrospermopsis raciborskii e Chroococcus minutus, que juntas contribuíram com 79,4% de toda densidade deste estudo. Conclusões. A comunidade fitoplanctônica respondeu sazonalmente às estações do ano, predominando a classe Cyanophyceae na primavera e a classe Chlorophyceae nas demais estações e não houve melhoria na qualidade da água durante a série. / The three shallow cascading reservoir system are located in Parque Estadual das Fontes do Ipiranga (PEFI) Biological Reserve in the southern of São Paulo city where located headwater Ipiranga Stream. The first reservoir is linked to Lago das Garças, a shallow and eutrophic environment, where have become frequent blooms of Cyanobacteria that produce aggressive toxins which cause problems to environment and public health. Objective. This study aimed to analyze the sazonal variation of the phytoplankton community of three shallow cascading reservoir system subsequent of a eutrophic lake and avaliated the water quality. Material and Methods. Samples were collected quarterly during the period of one year (October/2005 to July/2006), in the deepest part of the each lake, in two depths. Morphometric variables (superficial area, perimeter, maximum length and depth), climatic variables (air temperature and precipitation), physical and chemical variables (water temperature, transparence of water, euphotic zone, pH, conductivity, turbidity, dissolved oxygen, biochemical oxygen demand, nutrients), biological variables (total and fecal coliforms, chlorophyll-a, pheopigments, species composition, density, biovolume, cells number and descriptions species) were determined. Qualitative samples were collected at the surface using planktonic net (20 µm) and identificated using a binocular optic microscope. Quantitative samples were obtained by collecting bottle and counting in inverted microscope. Multivariate statistical analysis was applied to calculate the correlations between biological and environmental data. Results. The phytoplankton community was composed of 125 taxons distributed in 12 classes: Chlorophyceae (38,8%) was the main class regarding species richness and density, followed by the Cyanobacteria (23,8%), Euglenophyceae (8,7%), Cryptophyceae (6,3%), Zygnemaphyceae (5,5%), Bacillariophyceae (4,7%) and 11,1% for others classes (Chrysophyceae, Coscinodiscophyceae, Dinophyceae, Xanthophyceae, Craspedomonadophyceae and Fragilariophyceae). Taxons that had appeared during all study are: Microcystis aeruginosa, Cylindrospermopsis raciborskii, Planktothrix agardhii (Cyanobacteria). Cylindrospermopsis raciborskii and Chroococcus minutus are descriptions species and they can be considered bioindicator of pollution because their density are elevated (79,4% of total density). Conclusions. The phytoplankton community as well as the environmental variables responded to the seasonality, predominance of Cyanophyceae in spring and Chlorophyceae in others stations. It didn’t have improvement in the quality of the water during the serie.

Algumas espécies de cianobactérias podem produzir diferentes tipos de peptídeos bioativos (cianopeptídeos), como aeruginosinas, cianopeptolinas, microgininas, microviridinas, anabaenopeptinas e microcistinas. As microcistinas, que compõem a classe mais conhecida na literatura científica, são hepatotoxinas e inibem fosfatases do tipo 1 e 2A. Já as microgininas, moléculas inibidoras da enzima conversora de angiotensina (ECA) e de outras proteases, são importantes candidatas ao desenvolvimento de fármacos anti-hipertensivos. No entanto, as funções fisiológicas desses compostos ainda não foram completamente elucidadas. O objetivo desse estudo é identificar e isolar cianopeptídeos, especialmente da classe das microgininas, produzidos por cepas de cianobactérias brasileiras. O fracionamento dos extratos das cianobactérias foi biomonitorado por meio de ensaios de inibição da ECA. Para tanto, foram produzidos extratos de culturas de 59 cepas de cianobactérias mantidas em laboratório e, quando pertinente, seguiu-se o pré-fracionamento por extração em fase sólida em coluna de fase reversa. As frações obtidas foram testadas para a inibição da ECA e analisadas por cromatografia líquida acoplada à espectrometria de massas (LC-MS). Nos casos em que houve inibição, o fracionamento foi continuado por cromatografia líquida de alta eficiência semipreparativa para o isolamento dos cianopeptídeos. As espécies analisadas pertencem aos gêneros: Microcystis, Oscillatoria, Radiocystis, Sphaerocavum, Sphaerospermopsis, Cylindrospermopsis, Leptolyngbya, Pleurocapsa, Chrooccocidiopsis, Nostoc, Brasilonema, Desmonostoc, Oculatella e Limnothrix. Além de outras espécies das famílias Pseudanabaenaceae, Nostocaceae e Michochaetaceae que não tiveram suas identificações concluídas. Nas análises por HPLC-DAD não foram encontrados picos com espectros de UV característicos de microgininas nas 59 cepas avaliadas. Esses resultados foram corroborados por análises por LC-MS, nas quais também não foi possível a detecção desses compostos. Como método de triagem, as análises por LC-MS triplo quadrupolo foram conduzidas via precursor ion scan para o monitoramento das perdas m/z 128 e 142, que são fragmentos oriundos do aminoáciodo Ahda, exclusivamente presente em microgininas. Algumas linhagens se revelaram produtoras de variantes do cianopeptídeo microcistina, possuindo absorção UV máxima em 238 nm. Amostras de Israel, doadas pelo Prof. Shmuel Carmeli, da Universidade de Tel Aviv, também foram analisadas por espectrometria de massas no modo precursor ion para a investigação da produção de microgininas. Foram encontrados íons de m/z 128 e 142 em uma das amostras de Israel. Ensaios enzimáticos iniciais da ECA foram realizados com frações das cepas controle LTPNA 08 e 09, sabidamente produtoras de microgininas. Realizou-se a otimização do método inicial de detecção dos cianopeptídeos para que fosse procedido o isolamento dos compostos de interesse da cultura LTPNA 08. As frações obtidas foram analisadas por cromatografia líquida acoplada à espectrometria de massas (LC-MS) e isoladas por um coletor de frações. 4,8 mg de microgininas foram obtidos com o isolamento das moléculas a partir de 3 g de biomassa seca da linhagem. Ensaios enzimáticos de inibição da ECA com as frações isoladas de microgininas e microcistina-LR comercial também foram realiazados. Os resultados mostram que tanto as microgininas quanto a microcistina-LR comercial apresentam potencial de inibição da enzima ECA. As microgininas e a microcistina-LR podem ser consideradas como novas moléculas a serem estudadas para o desenvolvimento de fármacos inibidores da ECA. Continuar a investigação da produção desses compostos é relevante tanto por seu potencial ecotoxicológico quanto por seu potencial farmacológico. / Some cyanobacterial species can produce different types of bioactive peptides (cyanopeptides), such as aeruginosins, cyanopeptolins, microginins, microviridins, anabaenopeptins and microcystins. Microcystins are well known in the scientific literature as hepatotoxins that inhibit phosphatases type 1 and 2A. Microginins are reported as inhibitors of the angiotensin converting enzyme (ACE) and other proteases, being important candidates for the development of anti-hypertensive compounds. Nevertheless, the physiological functions of these compounds have not been fully elucidated. The aim of this study is to isolate and identify cyanopeptides, namely microginins, produced by Brazilian cyanobacterial strains. The fractionation of cyanobacterial extracts was screened by ACE inhibition assays. Extracts of 59 cyanobacterial strains were produced from cultures cultivated under laboratory conditions and, in cases where microginins were found, prefractionation were carried out by solid phase extraction on a reverse phase column. The fractions obtained were tested for inhibition of ACE and analyzed by liquid chromatographymass spectrometry (LC-MS) by using precursor ion scan to monitor the loss of m/z 128 and 142, typical fragments detected from the amino acid Ahda, which is exclusively found in microginins. In cases where fractions demonstrated inhibitory activity, the fractionation was continued by semi-preparative high performance liquid chromatography for the isolation of cyanopeptides. The analyzed species belong to the genere: Microcystis, Oscillatoria, Radiocystis, Sphaerocavum, Sphaerospermopsis, Cylindrospermopsis, Leptolyngbya, Pleurocapsa, Chrooccocidiopsis, Nostoc, Brasilonema, Desmonostoc, Oculatella and Limnothrix. And other species of Pseudanabaenaceae, Nostocaceae and Michochaetaceae families did not have their peptides completely characterized. Analyses of HPLC-DAD did not revealed characteristic features by UV spectra of microginins in the 59 strains. These results were corroborated by analyses of LC-MS triple quadrupole, microginins were not detected as well. Some strains were positive for microcystin variants, showing maximum UV absorption at 238 nm and typical MS/MS spectra. Initial enzyme assays for the inhibition of ACE were performed with fractions of the control strains LTPNA 08 and 09, known as microginins\' producers. Samples fromIsrael, kindly donated by Prof. Shmuel Carmeli, of Tel Aviv University, were analyzed by mass spectrometry in the precursor ion mode for the investigation of microginins. Ions m/z 128 and 142 were founded on one sample of Israel. A HPLC method was optimized for the detection and isolation of cyanopeptides produced by culture LTPNA 08. Fractions isolated by semi-preparative HPLC were analyzed by LC-MS and collected when UV and MS spectra were characteristically similar to microginins . 4.8 mg of microginins were obtained by semi-preparative HPLC from 3 g of dried strains. The inhibition assays of ECA were performed with fractions of microginins and microcystin-LR analytical standard. The results showed that microginins as well as microcystin-LR have the potential of inhibiting ACE. Microginins and microcystin-LR can be considered as target molecules for the study of ACE inhibitors. Further research on the production of these classes of peptides is relevant because of its ecotoxicological and pharmacological potential.

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As cianobactérias pertencem a um grupo de organismos que surgiram no planeta há cerca de 3,5 bilhões de anos. Durante 270 milhões de anos elas dominaram, em um período que ficou conhecido como o Período das Cyanophyceae (Pré-Cambriano). Águas eutrofizadas oferecem os requisitos para haver floração aumentando as chances estatísticas de aparecimento de cianobactérias, inclusive as tóxicas. Há alteração substancial das características das comunidades e do ecossistema e, por seu potencial tóxico, esses organismos causam conseqüências danosas à integridade ambiental e à saúde pública. Essas florações são resultado da interação de fatores físicos, químicos e bióticos, evidenciados por crescimento explosivo - florações - de poucas espécies, freqüentemente as menos exigentes a gás carbônico. Entre as cianobactérias formadoras de florações destacam-se os gêneros: Aphanizomenon sp., Oscillatoria sp., Anabaena sp., Microcystis sp., Gloeotrichia sp., Cylindrospermospsis sp. e Nodularia sp. Entre as cianobactérias produtoras de toxinas destacam-se as espécies: Anabaena flos-aquae, Microcysits aeruginosa, Aphanizomenon flos-aquae, Oscillatoria agardhii, Cylindrospermopsis raciborskii e Nodularia spumigena. O problema para a saúde pública e ambiental relaciona-se à liberação das toxinas que sempre ocorre após a lise celular, devido ao uso de algicidas, ao estresse celular ou à senescência. As cianotoxinas - neurotoxinas, hepatotoxinas, endotoxinas (lipopolissacarídeos) - não causam os mesmos efeitos nos diferentes organismos que as ingerem. Para análises quantitativas e qualitativas das amostras fitoplanctônicas são necessárias rotinas laboratoriais, que têm início desde a coleta, estocagem, sedimentação e identificação das espécies ao microscópio. Em câmaras de sedimentação apropriadas é possível contar e identificar os organismos em questão. O volume celular é estimado por meio de formas geométricas, correspondentes às dimensões celulares dos organismos. O carbono orgânico e os pigmentos fotossintetizantes, principalmente a clorofila a, fornecem indicação da biomassa fitoplanctônica. A extração desta pode ser feita utilizando-se acetona, etanol ou metanol. Os métodos mais usados para determinação da concentração de clorofila a são: fluorimetria, espectrofotômetria e HPLC, este último o método mais preciso. No Brasil têm sido registradas ocorrências de florações de cianobactérias e a preocupação tem aumentado significamente após o caso de Caruaru (PE). Como é difícil prever as florações de cianobactérias potencialmente tóxicas, alguns métodos laboratoriais, como bioensaios, HPLC, CG, ELISA, Inibição de Fosfatase e Inibição de Acetilcolinesterase têm sido de grande ajuda na determinação das cianotoxinas, o que possibilita que as empresas abastecedoras de água tomem as providências cabíveis, quanto ao abastecimento da população e cumprimento da Portaria 518, de 24 de março de 2004. No entanto a Portaria nº 518 do Ministério da Saúde mostra-se ineficaz pela falta de artigos sobre o gerenciamento dos corpos hídricos eutrofizados, que mostram alterações em suas características e que podem ser associados a problemas de saúde pública, e também pela falta de penalidades e outras sanções (exemplo: fiscalização) que auxiliem no cumprimento da legislação. Devido a isso, procedimentos e profissionais devem ser encontrados e treinados para o entendimento de como, onde e por que, as florações acontecem. / Cyanobacteria are part of a group of organisms that have had a long evolutionary history extending to at least 3,5 billion years ago. During 270 million years they had been dominant, in a period that was known as the \"Age of Cyanophyceae\" (Early Cambrian Period or Proterozoic Era). Eutrophic waters offer the requirements for the blooms increasing statistically the chances of cyanobacteria emergence, including the toxic ones. There is substantial disturbance of characteristics of the communities and ecosystem and, because of their toxic potential, those organisms cause harmful consequences to the environmental integrity and public health. Those blooms are a result of an interaction of physical, chemical and biotic factors, evidenced by the proliferation of few species, frequently the least demanding ones to carbonic gas. Globally among the most frequently found freshwater cyanobacteria forming water-blooms it must be emphasized the following strains: Aphanizomenon sp., Oscillatoria sp., Anabaena sp., Microcystis sp., Gloeotrichia sp., Cylindrospermospsis sp. and Nodularia sp. Among the cyanobacteria producing toxins it must be emphasized the following species: Anabaena flos-aquae, Microcysits aeruginosa, Aphanizomenon flos-aquae, Oscillatoria agardhii, Cylindrospermopsis raciborskii and Nodularia spumigena. Environmental and public health problems are largely associated with the release of toxins occurring after cellular lisys, caused by the use of algicides, cell stress or senescence. Cyanotoxins - neurotoxins, hepatotoxins, endotoxins (lipopolysaccharides) - cause distinct effects in the different organisms ingesting them. For quantitative and qualitative analyses of phytoplanktonic samples they are necessary laboratory routines as collection, stocking, sedimentation and identification of the species performed by microscopic examination. It is possible to count and identify such organisms in appropriate sedimentation chambers. Cell volumes are calculated for each species from formulae for solid geometric shapes that most closely match the cell shape based on cell dimensions. Organic carbon and photosynthetic pigments primarily chlorophyll-a are used to estimate the biomass of the phytoplankton. Chlorophyll-a extraction can be made by using acetone, ethanol or methanol. The major methods used for determination of chlorophyll-a concentrations are fluorometry, spectrophotometry and HPLC. In particular, HPLC has been considered the most accurate analytical method. Occurrences of cyanobacteria blooms in Brazil have been recorded, and a concern has becoming increasingly significant after the Caruaru (PE) episode. It is difficult to foresee the potentially toxic cyanobacteria blooms, so some laboratory methods as Bioassays, HPLC, CG, ELISA, Inhibition of Phosphatase and Inhibition of Acetylcholinesterase have been of great help in the determination of the cyanotoxins, what permits that the health authorities take reasonable providences related to drinking water supplies and fulfill the Guideline 518, of March 24, 2004. Nevertheless, national legislation becomes inefficient by the lack of ordinances about the management of eutrophic water bodies, which may notably alter the characteristics of aquatic ecosystems and cause public health problems. Penalties and other sanctions to assist in enforcement of the legislation are also needed. Procedures must be taken and operators must be trained in order to clarify how, where and why blooms happen.

A captação de água para abastecimento público, a cada dia, torna-se mais problemática devido ao grande número de mananciais eutrofizados. A eutrofização causa grande preocupação, pois é comum o surgimento de florações com presença de organismos fitoplanctônicos potenciais produtores de toxinas nocivas à saúde. Entre essas toxinas a grande contaminadora é a microcistina produzida por cianobactérias - tóxico potente que causa sérios agravos à saúde e pode levar à morte. Este trabalho de pesquisa testou alguns processos de tratamento de água - pré-oxidação, coagulação/floculação, flotação por ar dissolvido e adsorção em carvão ativado - com o propósito de verificar quão eficientes eles seriam na remoção dessa toxina. Em escala de laboratório foram realizados ensaios de coagulação/floculação, seguidos de flotação sem adição e com adição de pré-oxidante e carvão ativado em pó. Para a água de estudo verificou-se que o baixo pH é fator positivo para o tratamento. A pré-oxidação aplicada ao tratamento apresentou bons resultados na remoção de microcistina; o tempo de contato do oxidante também exerceu influência na qualidade. A associação de pré-oxidação e adsorção em carvão ativado elevou a eficiência de remoção de toxina. Embora os sistemas convencionais de tratamento de água não sejam eficientes na remoção de microcistina a flotação é melhor que a sedimentação. / At each day, the captivation of water for public supplying is becoming more difficult because of the emerging blooming with the presence of phitoplanktonic organisms which in turn are potential producer of harmful toxins to the health. Among those toxins the major contaminant is the microcistin produced by cyanobacteria - a powerful toxin that causes serious hazards to the health being able also to cause death. In this work the investigation had tested some water treatment processes - preoxidation, coagulation/flocculation, dissolved air flotation and adsorption on activated carbon - with the purpose to check how efficient they would be to remove that toxin. In the laboratory assays, coagulation/flocculation followed by flotation were performed with and without addition of preoxidant and activated carbon powder. In this study, the pH demonstrated to be a positive factor for the treatment. The preoxidation applied to the treatment presented good results in the microcistina removing; the oxidant contact time also played influence in the quality; the association of preoxidant and adsorption on activated carbon just raised the toxin remotion efficiency. Although the conventional water treatment systems are not efficient in the microcistina removal, the flotation is better than sedimentation.

O processo de eutrofização das águas, principalmente pelo aporte de fósforo e nitrogênio, favorece a ocorrência de florações de cianobactérias. Uma consequência desses eventos é a produção e emissão dos metabólitos 2-metilisoborneol (MIB) e trans-1,10-dimetil-trans-9-decalol (geosmina). Estes compostos são álcoois terciários que podem ser detectados em baixas concentrações pelos consumidores, 5 a 10 ng/l, deixando a água com “cheiro e gosto de terra e mofo”. MIB e geosmina, particularmente na forma dissolvida (extracelular), mostram-se recalcitrantes aos métodos convencionais de tratamento de água. As metodologias atualmente empregadas na remoção desses metabólitos apresentam-se pouco eficientes e de elevado custo operacional, incentivando as pesquisas relacionadas às alternativas de tratamento. O presente estudo foi realizado em duas etapas, onde a primeira buscou avaliar a remoção de MIB e geosmina por adsorção em carvão ativado granular e a segunda, a degradação dos metabólitos por atividade microbiológica. Primeiramente, os carvões ativados granulares foram caracterizados através do número de iodo e área superficial BET. Em seguida, foi determinado o tempo de equilíbrio de adsorção para cada carvão e por último, foi avaliada a capacidade adsortiva através das Isotermas de Freundlich. O estudo sobre a oxidação biológica dos compostos causadores de gosto e odor consistiu no isolamento, identificação e testes de biodegradação de bactérias que utilizam MIB e geosmina como única fonte de carbono para o seu metabolismo. No que se refere à capacidade de adsorção, foi observado que os carvões de madeira e casca de coco apresentaram os melhores desempenhos na remoção de MIB e geosmina, respectivamente. Esses carvões removeram os compostos abaixo do limite de detecção olfativa (10 ng/l), com doses de 50 mg/l e tempo de contato de duas horas. Essa caracterização mostrou-se de fundamental importância na escolha do carvão mais adequado para aplicação no tratamento de água. Uma vez que pouco se conhece a respeito da comunidade bacteriana, presente em águas naturais, ao que se sabe, este trabalho é o primeiro registro da capacidade individual de bactérias Gram positivas e negativas degradarem os compostos causadores de gosto e odor, na mesma solução teste. A remoção de cerca de 90 e 96% de MIB e geosmina ao longo de 48 e 120 horas de experimento, respectivamente, demonstrou que essas bactérias podem ser utilizadas em estratégias de purificação biológica da água. A identificação molecular dos isolados bacterianos, obtidos no Lago Guaíba, registrou quatro novos gêneros capazes de degradar MIB e geosmina: Burkholderia sp, Caulobacter sp, Klebsiella sp e Leucobacter sp. Além desses, um isolado foi classificado como Arthrobacter sp, outro como Sphingomonadaceae e três como Enterobacteriaceae. O sucesso no isolamento, manutenção de culturas puras, identificação e determinação da capacidade desses microrganismos degradarem MIB e geosmina da água sugere um potencial de utilização dessas bactérias em processos de filtração biológica, que utilizam carvão ativado granular. Esse conhecimento pode ser usado como uma nova ferramenta para a remoção de substâncias que causam gosto e odor, sendo essencial para garantir uma água de qualidade para o consumo humano. / Water eutrophication process, by phosphorous and nitrogen levels, allows cyanobacteria blooms which promotes, among other effects, the generation and release of the metabolites 2-methylisoborneol (MIB) and trans-1,10-dimethyl-trans-9- decalol (geosmin). These compounds are tertiary alcohols that may lend earthymusty tastes and odors to water, characteristics detected by consumers when the metabolites are present at concentrations as low as 5 to 10 ng/l. When present in water, mainly in the dissolved form (extracellular), MIB and geosmin are difficult to be removed by conventional treatment methods. The methodologies currently employed to remove these metabolites lack efficiency and increase operational costs, arousing the interest in research to develop alternative water treatment approaches. The present study was conducted in two steps. The first step evaluated the removal of MIB and geosmin by adsorption using different types of granular activated carbon, while the second step assessed the degradation of the metabolites by microbiological activity. Firstly, granular activated carbon was analyzed for iodine number and BET surface area. Next, adsorption equilibrium time was measured for each carbon type. Then, adsorption capacity was evaluated using the Freundlich isotherm. Biological oxidation of compounds causing taste and odor included isolation, identification and biodegradation tests using bacteria that employ MIB and geosmin as the only carbon sources. Regarding adsorption capacity, wood and coconut shell carbon performed better in MIB and geosmin removal, respectively, affording removal to levels below the odor threshold concentration (10 ng/l), using 50 mg/l solutions of each carbon and exposure times of 2 h. This characterization proves the importance of choosing the most appropriate carbon to employ in water treatment. Since little is known on the bacterial community thriving in natural waters, as far as we know this is the first study to record the capacity of Gram-positive and Gramnegative bacteria to individually degrade compounds that cause taste and odor in water, in the same test solution. The removal of 90 and 96% of MIB and geosmin within 48 and 120 h of exposure, respectively, shows that these bacteria may be used in water purification strategies. The molecular identification of the bacterial isolates obtained in Lake Guaíba revealed four new genera capable to degrade MIB and geosmin: Burkholderia sp., Caulobacter sp., Klebsiella sp., and Leucobacter sp. Apart from these isolates, one Arthrobacter sp., one Sphingomonadaceae and three Enterobacteriaceae isolates were also identified. The successful isolation, maintenance of pure cultures, identification and determination of these microorganisms’ capacities to degrade MIB and geosmin in water suggests that these bacteria may be used in biological filtration processes that utilize granular activated carbon. This knowledge may be used as a new tool to remove substances that lend taste and odor to water, and is an essential aspect to guarantee quality water for human consumption.

A degradação da qualidade das águas dos mananciais superficiais prejudica a sua utilização para abastecimento público. O monitoramento do fitoplâncton torna-se importante para detectar essas alterações nas águas que chegam as estações de tratamento de água. Água de má qualidade pode apresentar, entre outros aspectos, odor, sabor e excesso de organismos fitoplanctônicos que podem colmatar filtros, flotar em decantadores e produzir toxinas. As cianobactérias são organismos potenciais produtores de toxinas prejudiciais à saúde humana e animal. Nesse sentido, seu monitoramento é determinado na legislação brasileira. Este trabalho objetiva estabelecer parâmetros de garantia da qualidade analítica da contagem do fitoplâncton pelo método de Sedgwick-Rafter, através da participação em programa de comparação interlaboratorial e da validação desse método utilizando amostras não preservadas. Também pretende mostrar a importância do monitoramento do fitoplâncton em águas de abastecimento. Como forma de verificar o desempenho do Laboratório Central de Águas da Companhia Riograndense de Saneamento na análise de cianobactérias, foi avaliada a participação em Programa de Comparação Interlaboratorial, promovido pela Rede Metrológica do Rio Grande do Sul. O desempenho foi considerado satisfatório na contagem dos organismos, dentre os 30 laboratórios brasileiros participantes. No entanto, de forma geral, foram constatadas dificuldades da identificação dos organismos, sinalizando a importância de uma boa análise qualitativa. O método utilizado pelo Laboratório foi validado como exigência da norma ISO/IEC 17025, pois o método de Sedgwick-Rafter utilizado com modificação precisava ser validado. A validação foi realizada para amostras não preservadas, evidenciando não haver diferença dos resultados de análise entre amostras vivas e preservadas até três dias após a coleta, mesmo com amostra não refrigerada. O método foi considerado exato e robusto, além de terem sido calculados limite de detecção, limite de quantificação e incerteza de medição. Assegurar que o método é preciso e confiável reflete nos resultados de monitoramentos fitoplanctônicos. Assim, durante o monitoramento mensal, realizado durante um ano, em seis mananciais utilizados para abastecimento público, detectaram-se os períodos de floração de cianobactérias, bem como os gêneros presentes. Esses dados auxiliam na avaliação da qualidade da água e na tomada de decisões em relação à melhor maneira de realizar o seu tratamento. Portanto, este trabalho mostrou a necessidade da utilização de métodos confiáveis no monitoramento fitoplanctônico. A participação em comparações interlaboratoriais é fundamental para avaliar o desempenho dos laboratórios e um meio de buscar treinamento e melhoria contínua dos analistas e dos métodos utilizados. Também ficou clara a necessidade de aperfeiçoamento na identificação dos gêneros de cianobactérias, pois a identificação incorreta pode provocar erros na quantificação e fornecer resultados que não correspondem à realidade do manancial amostrado. Além disso, evidenciou-se a importância do monitoramento do fitoplâncton na avaliação da água para abastecimento público. A correta identificação dos organismos presentes determina as ações que devem ser tomadas em relação à freqüência de monitoramento ou ao processo de tratamento de água. / The water quality degradation of surface waters compromise its use for public supply. Monitoring phytoplankton is important to detect these changes in waters going to water treatment plants. Poor water quality may cause, among other things, odor, taste and excess phytoplankton organisms that can bridge filters, decanters float in decanters and produce toxins. Cyanobacteria are organisms potential producers of toxins harmful to human and animal health. In this sense, their monitoring is determined by Brazilian law. This work aims to establish parameters for quality assurance of analytical phytoplankton counting by Sedgwick-Rafter method, through participation in interlaboratory comparison program and the validation of this method using samples unpreserved. Also demonstrates the importance of phytoplankton monitoring in the water supply. As a way to check the performance of the Central Laboratory for Water and Sanitation Company Riograndense analysis of cyanobacteria, it was evaluated the participation in Interlaboratory Comparison Program, sponsored by Rede Metrológica of Rio Grande do Sul. The performance was satisfactory during counting organisms among the 30 Brazilian laboratories participating. However, in general, were found difficulties in identifying, indicating the importance of a good qualitative analysis. The method was validated by the Laboratory as a requirement of ISO / IEC 17025, because the Sedgwick-Rafter method used with modification needed to be validated. The validation was performed for samples unpreserved, showing no difference between the results of analysis and samples preserved until three days after collection, even with no refrigerated sample. The method was considered accurate and robust, and have their limit of detection, limit of quantification and uncertainty calculated. Ensure that the method is accurate and reliable monitoring reflects phytoplankton results. Thus, during the monthly monitoring was conducted over a year for six water sources used for public supply, there were periods of cyanobacteria bloom, and the genera present were detected. These data help to assess the water quality and in making decisions about the best way to accomplish water treatment. Therefore, this study showed the necessity of using reliable methods for phytoplankton monitoring. Participation in interlaboratory comparisons is essential in evaluating the performance of laboratories and a means of seeking continuous improvement and training of analysts and the methods used. Also there was a clear need for improvement in the identification cyanobacteria genera, because misidentification can cause errors in the measurement and provide results that do not correspond to the reality of the water supply. In addition, the study showed the importance of phytoplankton monitoring in the assessment of water for public supply. The correct organisms identification determines the actions to be taken in relation to frequency of monitoring or process water treatment.

O processo de eutrofização das águas, principalmente pelo aporte de fósforo e nitrogênio, favorece a ocorrência de florações de cianobactérias. Uma consequência desses eventos é a produção e emissão dos metabólitos 2-metilisoborneol (MIB) e trans-1,10-dimetil-trans-9-decalol (geosmina). Estes compostos são álcoois terciários que podem ser detectados em baixas concentrações pelos consumidores, 5 a 10 ng/l, deixando a água com “cheiro e gosto de terra e mofo”. MIB e geosmina, particularmente na forma dissolvida (extracelular), mostram-se recalcitrantes aos métodos convencionais de tratamento de água. As metodologias atualmente empregadas na remoção desses metabólitos apresentam-se pouco eficientes e de elevado custo operacional, incentivando as pesquisas relacionadas às alternativas de tratamento. O presente estudo foi realizado em duas etapas, onde a primeira buscou avaliar a remoção de MIB e geosmina por adsorção em carvão ativado granular e a segunda, a degradação dos metabólitos por atividade microbiológica. Primeiramente, os carvões ativados granulares foram caracterizados através do número de iodo e área superficial BET. Em seguida, foi determinado o tempo de equilíbrio de adsorção para cada carvão e por último, foi avaliada a capacidade adsortiva através das Isotermas de Freundlich. O estudo sobre a oxidação biológica dos compostos causadores de gosto e odor consistiu no isolamento, identificação e testes de biodegradação de bactérias que utilizam MIB e geosmina como única fonte de carbono para o seu metabolismo. No que se refere à capacidade de adsorção, foi observado que os carvões de madeira e casca de coco apresentaram os melhores desempenhos na remoção de MIB e geosmina, respectivamente. Esses carvões removeram os compostos abaixo do limite de detecção olfativa (10 ng/l), com doses de 50 mg/l e tempo de contato de duas horas. Essa caracterização mostrou-se de fundamental importância na escolha do carvão mais adequado para aplicação no tratamento de água. Uma vez que pouco se conhece a respeito da comunidade bacteriana, presente em águas naturais, ao que se sabe, este trabalho é o primeiro registro da capacidade individual de bactérias Gram positivas e negativas degradarem os compostos causadores de gosto e odor, na mesma solução teste. A remoção de cerca de 90 e 96% de MIB e geosmina ao longo de 48 e 120 horas de experimento, respectivamente, demonstrou que essas bactérias podem ser utilizadas em estratégias de purificação biológica da água. A identificação molecular dos isolados bacterianos, obtidos no Lago Guaíba, registrou quatro novos gêneros capazes de degradar MIB e geosmina: Burkholderia sp, Caulobacter sp, Klebsiella sp e Leucobacter sp. Além desses, um isolado foi classificado como Arthrobacter sp, outro como Sphingomonadaceae e três como Enterobacteriaceae. O sucesso no isolamento, manutenção de culturas puras, identificação e determinação da capacidade desses microrganismos degradarem MIB e geosmina da água sugere um potencial de utilização dessas bactérias em processos de filtração biológica, que utilizam carvão ativado granular. Esse conhecimento pode ser usado como uma nova ferramenta para a remoção de substâncias que causam gosto e odor, sendo essencial para garantir uma água de qualidade para o consumo humano. / Water eutrophication process, by phosphorous and nitrogen levels, allows cyanobacteria blooms which promotes, among other effects, the generation and release of the metabolites 2-methylisoborneol (MIB) and trans-1,10-dimethyl-trans-9- decalol (geosmin). These compounds are tertiary alcohols that may lend earthymusty tastes and odors to water, characteristics detected by consumers when the metabolites are present at concentrations as low as 5 to 10 ng/l. When present in water, mainly in the dissolved form (extracellular), MIB and geosmin are difficult to be removed by conventional treatment methods. The methodologies currently employed to remove these metabolites lack efficiency and increase operational costs, arousing the interest in research to develop alternative water treatment approaches. The present study was conducted in two steps. The first step evaluated the removal of MIB and geosmin by adsorption using different types of granular activated carbon, while the second step assessed the degradation of the metabolites by microbiological activity. Firstly, granular activated carbon was analyzed for iodine number and BET surface area. Next, adsorption equilibrium time was measured for each carbon type. Then, adsorption capacity was evaluated using the Freundlich isotherm. Biological oxidation of compounds causing taste and odor included isolation, identification and biodegradation tests using bacteria that employ MIB and geosmin as the only carbon sources. Regarding adsorption capacity, wood and coconut shell carbon performed better in MIB and geosmin removal, respectively, affording removal to levels below the odor threshold concentration (10 ng/l), using 50 mg/l solutions of each carbon and exposure times of 2 h. This characterization proves the importance of choosing the most appropriate carbon to employ in water treatment. Since little is known on the bacterial community thriving in natural waters, as far as we know this is the first study to record the capacity of Gram-positive and Gramnegative bacteria to individually degrade compounds that cause taste and odor in water, in the same test solution. The removal of 90 and 96% of MIB and geosmin within 48 and 120 h of exposure, respectively, shows that these bacteria may be used in water purification strategies. The molecular identification of the bacterial isolates obtained in Lake Guaíba revealed four new genera capable to degrade MIB and geosmin: Burkholderia sp., Caulobacter sp., Klebsiella sp., and Leucobacter sp. Apart from these isolates, one Arthrobacter sp., one Sphingomonadaceae and three Enterobacteriaceae isolates were also identified. The successful isolation, maintenance of pure cultures, identification and determination of these microorganisms’ capacities to degrade MIB and geosmin in water suggests that these bacteria may be used in biological filtration processes that utilize granular activated carbon. This knowledge may be used as a new tool to remove substances that lend taste and odor to water, and is an essential aspect to guarantee quality water for human consumption.

A degradação da qualidade das águas dos mananciais superficiais prejudica a sua utilização para abastecimento público. O monitoramento do fitoplâncton torna-se importante para detectar essas alterações nas águas que chegam as estações de tratamento de água. Água de má qualidade pode apresentar, entre outros aspectos, odor, sabor e excesso de organismos fitoplanctônicos que podem colmatar filtros, flotar em decantadores e produzir toxinas. As cianobactérias são organismos potenciais produtores de toxinas prejudiciais à saúde humana e animal. Nesse sentido, seu monitoramento é determinado na legislação brasileira. Este trabalho objetiva estabelecer parâmetros de garantia da qualidade analítica da contagem do fitoplâncton pelo método de Sedgwick-Rafter, através da participação em programa de comparação interlaboratorial e da validação desse método utilizando amostras não preservadas. Também pretende mostrar a importância do monitoramento do fitoplâncton em águas de abastecimento. Como forma de verificar o desempenho do Laboratório Central de Águas da Companhia Riograndense de Saneamento na análise de cianobactérias, foi avaliada a participação em Programa de Comparação Interlaboratorial, promovido pela Rede Metrológica do Rio Grande do Sul. O desempenho foi considerado satisfatório na contagem dos organismos, dentre os 30 laboratórios brasileiros participantes. No entanto, de forma geral, foram constatadas dificuldades da identificação dos organismos, sinalizando a importância de uma boa análise qualitativa. O método utilizado pelo Laboratório foi validado como exigência da norma ISO/IEC 17025, pois o método de Sedgwick-Rafter utilizado com modificação precisava ser validado. A validação foi realizada para amostras não preservadas, evidenciando não haver diferença dos resultados de análise entre amostras vivas e preservadas até três dias após a coleta, mesmo com amostra não refrigerada. O método foi considerado exato e robusto, além de terem sido calculados limite de detecção, limite de quantificação e incerteza de medição. Assegurar que o método é preciso e confiável reflete nos resultados de monitoramentos fitoplanctônicos. Assim, durante o monitoramento mensal, realizado durante um ano, em seis mananciais utilizados para abastecimento público, detectaram-se os períodos de floração de cianobactérias, bem como os gêneros presentes. Esses dados auxiliam na avaliação da qualidade da água e na tomada de decisões em relação à melhor maneira de realizar o seu tratamento. Portanto, este trabalho mostrou a necessidade da utilização de métodos confiáveis no monitoramento fitoplanctônico. A participação em comparações interlaboratoriais é fundamental para avaliar o desempenho dos laboratórios e um meio de buscar treinamento e melhoria contínua dos analistas e dos métodos utilizados. Também ficou clara a necessidade de aperfeiçoamento na identificação dos gêneros de cianobactérias, pois a identificação incorreta pode provocar erros na quantificação e fornecer resultados que não correspondem à realidade do manancial amostrado. Além disso, evidenciou-se a importância do monitoramento do fitoplâncton na avaliação da água para abastecimento público. A correta identificação dos organismos presentes determina as ações que devem ser tomadas em relação à freqüência de monitoramento ou ao processo de tratamento de água. / The water quality degradation of surface waters compromise its use for public supply. Monitoring phytoplankton is important to detect these changes in waters going to water treatment plants. Poor water quality may cause, among other things, odor, taste and excess phytoplankton organisms that can bridge filters, decanters float in decanters and produce toxins. Cyanobacteria are organisms potential producers of toxins harmful to human and animal health. In this sense, their monitoring is determined by Brazilian law. This work aims to establish parameters for quality assurance of analytical phytoplankton counting by Sedgwick-Rafter method, through participation in interlaboratory comparison program and the validation of this method using samples unpreserved. Also demonstrates the importance of phytoplankton monitoring in the water supply. As a way to check the performance of the Central Laboratory for Water and Sanitation Company Riograndense analysis of cyanobacteria, it was evaluated the participation in Interlaboratory Comparison Program, sponsored by Rede Metrológica of Rio Grande do Sul. The performance was satisfactory during counting organisms among the 30 Brazilian laboratories participating. However, in general, were found difficulties in identifying, indicating the importance of a good qualitative analysis. The method was validated by the Laboratory as a requirement of ISO / IEC 17025, because the Sedgwick-Rafter method used with modification needed to be validated. The validation was performed for samples unpreserved, showing no difference between the results of analysis and samples preserved until three days after collection, even with no refrigerated sample. The method was considered accurate and robust, and have their limit of detection, limit of quantification and uncertainty calculated. Ensure that the method is accurate and reliable monitoring reflects phytoplankton results. Thus, during the monthly monitoring was conducted over a year for six water sources used for public supply, there were periods of cyanobacteria bloom, and the genera present were detected. These data help to assess the water quality and in making decisions about the best way to accomplish water treatment. Therefore, this study showed the necessity of using reliable methods for phytoplankton monitoring. Participation in interlaboratory comparisons is essential in evaluating the performance of laboratories and a means of seeking continuous improvement and training of analysts and the methods used. Also there was a clear need for improvement in the identification cyanobacteria genera, because misidentification can cause errors in the measurement and provide results that do not correspond to the reality of the water supply. In addition, the study showed the importance of phytoplankton monitoring in the assessment of water for public supply. The correct organisms identification determines the actions to be taken in relation to frequency of monitoring or process water treatment.