A crescente demanda por água doce de boa qualidade, associada ao aumento na frequência de florações tóxicas de cianobactérias em reservatórios utilizados para consumo humano, levou à publicação da Portaria nº. 518/04 pelo Ministério da Saúde. Entre outros parâmetros de potabilidade, as empresas fornecedoras de água tratada devem realizar o monitoramento de cianotoxinas. Para tanto, métodos analíticos rápidos e precisos para a determinação destes compostos são imprescindíveis. Neste contexto, o presente trabalho teve como objetivo empregar a cromatografia líquida acoplada à espectrometria de massas para o estudo das principais cianotoxinas em território nacional: microcistinas, anatoxina-a(s), cilindrospermopsina e saxitoxinas. Os resultados obtidos estão distribuídos em capítulos específicos dedicados a cada grupo de toxinas. Dessa forma, o primeiro capítulo apresenta um estudo de fragmentação na fase gasosa de ânions de microcistinas em um equipamento do tipo orbitrap. É demonstrado que o modo negativo de ionização por electrospray fornece informações estruturais importantes e complementares ao modo positivo de ionização. Uma abertura seletiva do peptídeo cíclico é proposta e mecanismos discutidos, o que facilita a interpretação de resultados durante a caracterização de variantes desconhecidas. O modelo de fragmentação desenvolvido foi utilizado para identificar a variante [Leu1]MC-LR em um extrato de Microcystis spp. O segundo capítulo descreve metodologias qualitativas de LC/MS para o monitoramento e identificação do organofosforado natural anatoxina-a(s), cuja análise é prejudicada pela ausência de padrões comerciais. A cromatografia de interação hidrofílica foi empregada e mecanismos de fragmentação na fase gasosa propostos, discutindo-se os íons característicos desta estrutura química. Tal modelo permitiu a identificação desta toxina nas cepas de Anabaena oumiana ITEP-25 e ITEP-26 pela primeira vez. O terceiro capítulo disserta sobre os mecanismos de fragmentação na fase gasosa da toxina cilindrospermopsina quando ionizada por electrospray na forma de aduto com metais alcalinos. Diferenças nas vias de fragmentação são demonstradas de acordo com o raio atômico do metal formador do aduto, com implicações práticas na sua determinação cromatográfica. Já o quarto capítulo discute os mecanismos de fragmentação de variantes sulfatadas de saxitoxinas (GTX1e4, GTX2e3, dcGTX2e3, GTX5) após ionização por electrospray no modo positivo e negativo. É demonstrado pela primeira vez que uma conformação estrutural específica do grupamento sulfato explica a intensa eliminação de SO3 observada para as variantes GTX1, GTX2 e dcGTX2 no modo positivo de ionização. Por outro lado, o modo negativo de ionização apresenta vantagens uma vez que a dissociação na fonte é insignificante se comparada à dissociação observada no modo positivo. Como resultado, métodos quantitativos no modo negativo podem apresentar maior sensibilidade, permitindo a detecção destas toxinas em amostras ambientais em quantidades mais baixas. De maneira geral, conclui-se que a cromatografia líquida acoplada à espectrometria de massas é ferramenta poderosa para a análise quali e quantitativa das principais cianotoxinas, podendo ser amplamente empregada para o monitoramento de água para consumo humano. / The increasing occurrence of toxic cyanobacterial blooms in reservoirs used to supply drinking water for human consumption has prompted the publication of resolution 518/04 by the Brazilian Ministry of Health. Among other quality requirements, the monitoring of cyanotoxins in treated water is mandatory for companies responsible for potable water distribution. Therefore, precise and rapid analytical methods are essential. In this context, the aim of this work is to employ liquid chromatography coupled to mass spectrometry to study the most important cyanotoxins in our country: microcystins, anatoxin-a(s), cylindrospermopsis and saxitoxins. The obtained results are distributed in four chapters, each one dedicated to a single group of toxins. In this way, chapter one presents the gas-phase fragmentation behavior of deprotonated microcystins in an Orbitrap instrument. It is demonstrated that electrospray negative ionization can provide significant structural information about microcystins. These results are complementary to the positive ionization mode. A selective ring opening process is proposed and possible mechanisms are discussed, which may facilitate data interpretation when unknown variants are considered. The general fragmentation model was further applied to the characterization of [Leu1]MC-LR in a Microcystis spp. cell extract. The second chapter describes qualitative analytical methods for the identification of anatoxin-a(s), a natural organophosphate whose determination is hampered by the lack of commercial standards. Hydrophilic interaction liquid chromatography was employed and fragmentation mechanisms proposed, identifying the characteristic product ions of this toxin. The developed methods were further used to identify anatoxin-a(s) for the first time in Anabaena oumiana strains ITEP-25 and ITEP-26. The third chapter presents data related to the gas-phase fragmentation behavior of cylindrospermospin when this toxin is ionized as metal adducts. Different fragmentation pathways are accessed depending on the atomic radius of the metal cation involved. Practical implications for the chromatographic analysis of this toxin are presented. The last chapter describes the fragmentation behavior of sulphate-containing saxitoxin variants (GTX1&4, GTX2&3, dcGTX2&3, GTX5) after electrospray ionization in both the positive and negative modes. A mechanism for the intense SO3 elimination from [M+H]+ ions from GTX1, GTX2 and dcGTX2 is proposed for the first time and relies on a specific structure conformation. On the other hand, the negative ionization mode shows much less in-source dissociation when compared to the positive mode. As a consequence, methods based on negative ionization might be more sensitive for sulfate-containing variants, allowing the detection of lower amounts of these toxins in environmental samples. At the end, it can be concluded that liquid chromatography is a well-suited and powerful technique for the qualitative and quantitative analysis of cyanotoxins, being an invaluable contribution to water safety evaluation.

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No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_CianotoxinasOstrasAguas.pdf: 1711540 bytes, checksum: eb11c36e72609b2319a594f916b74184 (MD5) Previous issue date: 2016-08-31 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / FAPESPA - Fundação Amazônia de Amparo a Estudos e Pesquisas / Cianobactérias são organismos procarióticos fotossintetizantes e em condições favoráveis ao seu crescimento podem formar florações. Também são capazes de produzir cianotoxinas, metabólitos secundários que possuem efeito tóxico para organismos eucarióticos inclusive o homem. Como parte do fitoplâncton as cianobactérias participam das cadeias alimentares, sendo assim a ingestão de moluscos que tenham se alimentado continuamente de cianobactérias tóxicas e acumulado as toxinas em seus tecidos gera a possibilidade de transferência para o homem através de seu consumo trazendo sérios riscos à sua saúde. Ainda são escassos estudos sobre a contaminação (por cianotoxinas) de moluscos destinados ao consumo humano. Logo, este estudo consistiu em verificar a ocorrência de cianotoxinas em águas de cultivo e no tecido de ostras destinadas ao consumo humano. As coletas de água e de ostras foram realizadas em cultivos de dois municípios localizados no nordeste do Pará. A pesquisa por cianotoxinas foi realizada através de Cromatografia Líquida de Alta Eficiência, HPLC. As cianobactérias presentes na água, as isoladas e as cultivadas a partir das conchas das ostras foram identificadas. Não foram detectadas microcistinas e saxitoxinas nas amostras de água e nos extratos de ostras de ambos locais de cultivo. Contudo, foram identificados três gêneros de cianobactérias – Aphanizomenon, Oscillatoria e Phormidium, em Curuçá e três gêneros de cianobactérias em São Caetano de Odivelas – Aphanothece, Oscillatoria e Phormidium, todos conhecidos por conter espécies tóxicas. Foi detectada a presença de saxitoxinas em extratos de culturas de cianobactérias a partir das conchas das ostras de ambos os locais de cultivo, indicando a presença de espécies tóxicas apesar da ausência de floração. Neste estudo, verificou-se que os locais de cultivo de ostras encontram-se adequadas para o consumo, livres de contaminação por microcistinas e saxitoxinas, no entanto, se faz necessária a implantação de uma legislação específica e o monitoramento desses cultivos a fim de assegurar a saúde dos consumidores. / Cyanobacteria are photosynthetic prokaryotic organisms and under conditions favorable to their growth can form blooms. They are also capable of producing cyanotoxins, secondary metabolites that have a toxic effect on eukaryotic organisms including man. As part of phytoplankton the cyanobacteria participate in the food chains, thus the ingestion of shellfish, that have been continuously fed toxic cyanobacteria and accumulated the toxins in their tissues generates the possibility of transfer to the man through their consumption bringing serious risks to their health. There is still very little research on the contamination (by cyanotoxins) of shellfish intended for human consumption. Therefore, this study was to verify the occurrence of cyanotoxins in culture waters and in the tissue of oysters destined for human consumption. The water and oyster samples were collected from two municipalities located in the northeast of Pará. The cyanotoxins research was performed using High Performance Liquid Chromatography (HPLC). The cyanobacteria present in the water, isolated and cultured from oyster shells were identified. No microcystins and saxitoxins were detected in water samples and oyster extracts from both growing sites. However, three genera of cyanobacteria - Aphanizomenon, Oscillatoria and Phormidium were identified in Curuçá and three genera of cyanobacteria in São Caetano de Odivelas - Aphanothece, Oscillatoria and Phormidium, all known to contain toxic species. The presence of saxitoxins in extracts from cyanobacterial cultures was detected from the oyster shells of both growing sites, indicating the presence of toxic species despite the absence of bloom. In this study, it was verified that the cultivation of oyster sites are suitable for consumption, free of contamination by microcystins and saxitoxins, however, it is necessary to implement specific legislation and the monitoring of these crops in order to ensure consumer health.

A espécie de cianobactéria Cylindrospermopsis raciborskii vem se destacando na literatura atual devido à sua presença e dominância em lagos e reservatórios em diversas regiões do planeta e a principal preocupação deste cenário é por ela ser potencialmente tóxica. Estudos revelaram que o crescimento e a síntese de toxinas em espécies de microrganismos fitoplanctônicos estão atrelados à limitação ou excesso de micronutrientes, porém, ainda são desconhecidos os efeitos desta variação na produção de saxitoxina (STX) por C. raciborskii. Para contribuir com o esclarecimento desta questão, investigou-se o efeito de diferentes concentrações dos micronutrientes Fe, Zn, Cu, Mn, Co e B no crescimento e na produção de STX de uma linhagem de C. raciborskii. Em salas climatizadas, culturas desta linhagem foram expostas durante 20 dias a 5 concentrações de cada micronutriente, com alteração do meio de cultura ASM-1. As respostas fisiológicas de C. racibosrkii a estas modificações foram verificadas através da velocidade máxima de crescimento (μmáx), rendimento do biovolume, tempo de duplicação (Td), concentração de clorofila a, assimilação de nitrato e ortofosfato e síntese de STX total (intra e extracelular). As maiores concentrações de STX por biovolume (STX/biovolume) foram obtidas nos tratamentos com baixa concentração de Fe (0,4 μM) e elevada concentração de Cu (0,8 μM). Nos micronutrientes Zn, Co e B, houve uma tendência de redução da síntese de STX nas maiores concentrações destes metais. Enquanto as concentrações extremas de Fe e Mn inibiram o crescimento (Fe: 0,4 e 400 μM e Mn: 0,7 e 600 μM), as concentrações centrais favoreceram (Fe: 4 a 60 μM e Mn: 7 a 200 μM). Elevada concentração de Cu (0,8 μM) causou aumento de 2,6 vezes (160%) do volume celular e redução na síntese de clorofila a, sem alterações significativas em μmáx e rendimento. O aumento da concentração dos micronutrientes Fe, Zn, Mn e B no meio de cultura causaram maior assimilação de ortofosfato por biovolume (P/biovolume). Estes principais resultados demonstraram que os micronutrientes afetam a síntese de STX e o crescimento de C. raciborskii, podendo ser associados aos diversos mecanismos de captura e detoxificação de metais que as cianobactérias possuem. Embora as extrapolações dos resultados laboratoriais para o ambiente devam ser realizadas com prudência, estudos relacionados à ecofisiologia de cianobactérias como este, são fundamentais para análise criteriosa de cada variável podendo ser utilizado como ferramenta de diagnóstico e prevenção de florações tóxicas. / Cylindrospermopsis raciborskii has been highlighted in several researches due to the dominance in many lakes and reservoirs around the world, the main concern about it due to the ability to produce toxins. Studies have revealed that growth and toxins production in phytoplankton species are linked to micronutrients limitation or excess. Nevertheless, micronutrient variation effects on saxitoxin (STX) production by C. raciborskii are still unknown. To contribute to clarify this issue, we investigated the effect of different micronutrients concentration, such as Fe, Zn, Cu, Mn, Co and B, on the growth and saxitoxin production of C. raciborskii strain. In climatized growth room, the cultures of C. raciborskii strain were exposed to 5 different concentration of each micronutrient, present in ASM-1 medium, during 20 days. The C. racibosrkii physiological responses was detected through maximum growth rate (μmáx), biovolume yield, doubling time (Td), chlorophyll-a, nitrate and orthophosphate assimilation and the total STX production (intra and extracellular). The higher concentrations of STX per biovolume (STX/biovolume) were observed in treatments with low Fe concentration (0.4 μM) and high Cu concentrations (0.8 μM). Higher concentrations of Zn, Co and B lead to low STX production. While the Fe and Mn extreme concentrations inhibited the growth (Fe: 0.4 and 400 μM and Mn: 0.7 to 600 μM), the central concentrations favored (Fe: 4 to 60 μM, and Mn: 7-200 μM). A high Cu concentration (0,8 μM) leads to 2,6 fold increase (160%) in cellular volume and decrease the chlorophyll-a content, however máx and biovolume yield did not change. Increasing the Fe, Zn, Mn and B concentration in the culture caused higher assimilation of orthophosphate per biovolume (P/biovolume). These results indicated that micronutrients affected C. raciborskii growth and STX production, and may be associated with the diverse cyanobacterial mechanisms of metals capture and detoxification. Cyanobacteria ecophysiology studies, as this research, are fundamental to careful analysis of each variable, which could be used as diagnostic and a tool to prevention of toxic blooms.

Cyanobacteria is perhaps the phylum that profit the most from the escalating hypereutrophication of continental waters. The resulting cyanobacterial blooms may accumulate a variety of potent toxins. Cylindrospermopsin (CYN) is a cyanotoxin known for inhibiting protein synthesis, and producing oxidative stress as well as DNA damage in eukaryotic cells. Since the toxin\'s molecular mechanisms and targets are still unclear, we purified the cyanotoxin from our lab strains and employed a shotgun proteomics approach to reveal the major changes in HepG2 cells at sublethal doses of CYN (1 µM for 6, 12 and 24h). Metabolically labeled cells were stimulated and lysed after each treatment, their tryptic digests were separated by nano HPLC and analyzed by high-resolution tandem mass spectrometry (HRMS) on data dependent acquisition mode. We scanned an average of 4000 proteins in every sample throughout the three timepoints. Cholesterol biosynthesis and transport was mostly downregulated throughout the timepooints of the experiment. Downregulation of proteins related to ubiquitination (e.g. UBE2L3) and proteolysis pathways (e.g. PSMA2) was observed in the proteomics dataset, and these results were validated by western blot. Transcription, translation and cell cycle processes showed convoluted regulation dynamics involving known cell cycle regulators like PCNA. Downregulation of mitochondrial enzymes, oxidative stress and damage to the mithochondrial inner membrane was early evidenced after a 6 hrs treatment and validated using a JC-1, a mitochondrial membrane potential probe. The resulting dataset gives us a first glimpse of the protein groups affected at the early stage of CYN cell intoxication. / Cianobactéria é o filo que mais se beneficia da crescente hipereutrofização das águas continentais. As florações de cianobactérias resultantes podem acumular potentes toxinas. A Cilindrospermopsina (CYN) é uma cianotoxina conhecida por inibir a síntese protéica e produzir estresse oxidativo, além de danos ao DNA em células eucarióticas. Os mecanismos moleculares e alvos de toxicidade aguda desta toxina ainda não são claros. Por esse motivo adoptamos uma abordagem de proteômica quantitativa baseada em descoberta para revelar as principais alterações nas células HepG2 em doses subletais de CYN (1 µM para 6, 12 e 24h). As proteinas dos hepatócitos foram marcadas metabolicamente, foram estimuladas com a toxina e os digestos trípticos foram analisados por espectrometria de massa em tandem de alta resolução (HRMS) no modo de aquisição dependente de dados. Escaneamos uma média de 4000 proteínas ao longo dos intervalos de tempo. A biosintese e transporte do colesterol foi inibida durante a maior parte do tratamento com a toxina. Proteínas e enzimas relacionadas com o processo de ubiquitinação (ex. UBE2L3) e proteólise (ex. PSMA2) foram inibidas, e alterações nas proteínas envolvidas nesses processos foram validadas por meio de Western Blot. Os processos de transcrição, tradução e ciclo celular mostraram uma dinâmica de regulação complexa, envolvendo reguladores e disruptores do ciclo celular como por exemplo PCNA. Danos à membrana mitocondrial e evidência de estresse oxidativo foram detectados após 6 horas de tratamento, e essas mudanças no proteoma foram validados por meio do corante JC-1 (test que detecta mudanças no potencial da membrana mitocondrial). O banco de dados resultante nos dá um primeiro vislumbre das proteinas afetados no estágio inicial da intoxicação celular pela CYN.

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.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:30:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseIASC.pdf: 4337454 bytes, checksum: c4d2e257d2d7dcac2f34f87d7af0b498 (MD5) Previous issue date: 2003-03-14 / Universidade Federal de Sao Carlos / The Armando Ribeiro Gonçalves reservoir, located in the semi-arid of the Rio Grande do Norte (06o08 S ; 37o 07 W), in Northeast Brazil, represents 68% of the total surface water accumulated in the state. The reservoir, with maximum volumetric capacity of 2.4 x 109, provides 400 thousands habitants and also is destined to irrigation, leisure and fishing. It has permanent and continuos blooms of potentially toxic cyanobacteria. The aim of this paper were to identify the planktonic cyanobacteria, to recognize the temporal patterns of population distribution, understanding the environmental factors regulating dominance, and to distinguish and quantify the cyanotoxins present in the reservoir s crude water seston and in the treated water at the treatment station outlet (ETA). According to the region s climatic characteristics, the investigations were carried out from 2000 to 2002. The samples for cyanobacteria identification (n=36) were collected with plankton net and preserved with formol 4%. In order to detect phitoplankton temporal variations, 22 samples were collected (300mL) and preserved with lugol solution. This was done in short period of time (4 days) in the 2000 annual cycle, in the rainy season (April and May/n=8), intermediate (May and July) and dry (november and December/ n=10) seasons, in 7 depths (surface, 10% and 1% of light penetration, in 5m, 10 and bottom =21), and in 300 meters from the reservoir major slope. At the same time, water samples for nutrient ad toxins analysis were collected. The samples for cianotoxins analysis were collected in the reservoir (n=9), in the Pataxó Channel (n=4 open channel for water transport to ETA) and in the local ETA distribution exit (n=4). Climatic factors were analyzed (wind, rain, temperature), as well as hydrological (residence period, volume), physical (Zeu, water temperature) and chemical (electric conductivity, suspension matter, both organic and inorganic, alkalinity, free and total CO2, HCO3 -, O2, NO3 -,NH4 +, NTD, NT, PSR,PTD, PT e N:P). The phytoplankton community attributes (diversity, equitability, abundance and biomass expressed in biovolume mm3.L-1) and the cyanotoxin determination (microcistins, saxitoxins e cylindrospermopsin) by HPLC technique and ELISA were also analysed. We have identified 28 phitoplankton taxa, 20 cyanobacteria taxa (71%), 5 cloroficeae (18%) and 4 diatomacea (14%). Among the cyanobacteria, 50% are potentially toxic, distributed in 12 genera represented by 12 species. Four of these genera are not typical of their representative species (cf.) and four were identified in the genera level. Nostocales e Chroococcales were the orders better represented, with 10 and 8 taxa respectively, followed by Oscillatoriales with 3 taxa. The taxa are distributed in the following families: Nostocaceae (5genera/10species), Anabaena sp, Anabaena sp1, A.circinalis, A. viguieri, Aphanizomenon gracile, Aphanizomenon cf. manguinii, Aphanizomenon cf. issatschenkoi, Cylindrospermopsis raciborskii, Cylindrospermum sp e Raphidiopsis mediterranea; Merismopediaceae (3genera-3species), Coelomoron tropicalis, Snowella cf. lacustris, Sphaerocavun brasiliense; Microcistaceae (1genus-4species), Microcystis sp, M. protocystis, M. panniformis e M. novacekii; Pseudanabaenaceae (1genus/1specie), Geitlerinema unigranulatum; Oscillatoriaceae (1genus/1specie), Lyngbya sp; Phormidiaceae (1genus/1specie), Planktothrix agardhii. The species of Cyilindrospermopsis raciborskii, Microcyistis panniformis, M. protocystis, Aphanizomenon gracile and Aphanizomenon cf. manguinii had larger relative abundance (90-97%) and formed mixed, toxic, intense and alternated blooms during the 2000 annual cycle. The system presented polimitic circulation, with stratification during the rainy season and homoiothermal conditions in the dry season. The short time period btween the investigations made possible to verify the existence and intensity of disturbance in the system, allowing better evaluation and understanding of the forces controlling structure and succession patterns in the phitopkankton community. In the dry season the wind enabled the photic layer circulation in the system (Zeu=3m), influencing the nutrient availability and phitoplankton distribution pattern, providing the community with more stability. Climatic conditions and physical processes inherent to the reservoir were determinant to the thermal circulation in the system and mixing of deep layers. The environmental variables of larger influence in the cyanobacteria distribution were PSR, PT, NTD, CO2, Zeu, rains, and wind. The variation of these factors promoted the establishment of ecologically distinct periods, described using the functional groups approach by Reynolds et al. (2000). Therefore, we have identified the Cylindrospermopsis (Sn) dominance during rains, both thermallly and quimic stratificated, slow winds, low Zeu, low CO3 - and CO2 and high NH4 + and N:P values. Microcystis spp (M) dominated from the beginning of drought and system destratification, with higher Zeu, low NO3 - and PSR and high NH4 + and N:P levels. During drought, period of mixing column water, low Zeu, high NO3 -, PSR and low NH4 + and N:P levels, associations of H (Aphanizomenon spp, Anabaena spp), S1 (Planktothrix agardhii e Limnothrix), Chlorophyceae (F) and Bacillariophyeae (P), all associations adapted to poor light environments, coexisted maintaining larger uniformity in the biomass distribution. The presence of C. raciborskii in different environmental conditions confirms this species great niche amplitude and suggests less efficiency of their adaptive physiological specificity when comparing to Microcystis and Aphanizomenon, since it coexisted maintaining significant biomass during all annual cycle. The microcistinas (8.8 µg l-1/crude water and 0,26 µg/L-1/treated water) and saxitoxinas presence (3,14 µg l-1/gross water) points a permanent risk for domestic supply waters. The ingestion of small doses of microcistins, in the long term, by local population trough its accumulation in fish musculature has also to be considered, due to its potential capacity to promote carcinogens hepatic tumors. The prevalence of saxitoxin in the crude water (60%) alerts to the probability of larger distribution of this toxin in fresh water, more than what its knowm of today, specially in the semi-arid Brazil. The presence of cyanobacteria in treated water (8,2 x105 cel.mL-1) revels inefficiency in the cells removal in the ETAs and indicates the urgent need for regular monitoring, bloom control measures implementation, and inspection recommended by Brazil s Health Ministry, aiming the water quality and public health improvement. / A Barragem Armando Ribeiro Gonçalves (06o08 S ; 37o 07 W) situada no semi-árido do Estado do Rio Grande do Norte representa 68% do total de água de superfície acumulada no Estado. Com capacidade volumétrica máxima de 2,4 x 109 m3, é responsável pelo abastecimento doméstico de 400 mil habitantes, é também destinada à irrigação, aqüicultura, pesca, lazer e apresenta contínuas florações de cianobactérias potencialmente tóxicas. Os objetivos deste trabalho foram identificar as cianobactérias planctônicas, reconhecer os padrões temporais de distribuição das populações compreendendo os fatores ambientais que regulam a sua dominância e identificar e quantificar as cianotoxinas presentes no séston da água bruta do reservatório e tratada nas saídas de distribuição da estacão de tratamento (ETA). Em função das características climáticas da região as investigações foram realizadas no período de 2000 a 2002. As amostras para identificação das cianobactérias (n=36) foram coletadas com rede de plâncton (20µm) entre 2000 e 2002 e foram preservadas com formol a 4%. Para detectar variações temporais do fitoplâncton, amostras (22) foram coletadas (300 mL) e preservadas com lugol acético, em curtos intervalos de tempo (4 dias) no ciclo anual de 2000, na época de chuvas (abril e maio/n=8), intermediária (maio e julho/n=4) e na estiagem (novembro e dezembro/n=10) em 7 profundidades (superfície, a 10% e 1% de penetração de luz, a 5m, 10m e fundo = 21m) a 300 metros do talude principal da barragem. Concomitantemente, também foram coletadas amostras de água para análise dos nutrientes e das cianotoxinas. As amostras para análise das cianotoxinas foram coletadas no reservatório (n=9), no Canal de Pataxó (n=4 - canal aberto para transportar água do reservatório para ETA) e na saída de distribuição da ETA local (n=4). Foram analisados fatores climáticos (ventos, chuvas, temperatura), hidrológicos (tempo de residência, volume), físicos (Zeu, temperatura da água) e químicos (condutividade elétrica, material em suspensão orgânico e inorgânico, alcalinidade, CO2 livre e total, HCO3 -, O2, NO3 -,NH4 +, NTD, NT, PSR,PTD, PT e N:P), além de atributos da comunidade do fitoplâncton (diversidade, eqüitabilidade, abundância e biomassa expressa em biovolume mm3.L-1) e determinação de cianotoxinas (microcistinas, saxitoxinas e cilindrospermopsinas) por técnica de HPLC e ELISA. Identificamos 28 táxons do fitoplâncton, 20 de cianobactérias (71%), 5 clorofíceas (18%) e 4 diatomáceas (14%) e foram distribuídas em 12 gêneros representados por 12 espécies. Quatro dso táxons não são típicos de suas respectivas espécies (cf.) e quatro foram identificados em nível de gênero. Nostocales e Chroococcales foram as ordens melhor representadas, com 10 e oito táxons respectivamente, seguida da ordem Oscillatoriales com 3 táxons. Os táxons estão distribuídos nas seguintes famílias: Nostocaceae (5gêneros/10espécies), Anabaena sp, Anabaena sp1, A.circinalis, A. viguieri, Aphanizomenon gracile, Aphanizomenon cf. manguinii, Aphanizomenon cf. issatschenkoi, Cylindrospermopsis raciborskii, Cylindrospermum sp e Raphidiopsis mediterranea; Merismopediaceae (3gêneros-3espécies), Coelomoron tropicalis, Snowella cf. lacustris, Sphaerocavun brasiliense; Microcistaceae (1gênero-4espécies), Microcystis sp, M. protocystis, M. panniformis e M. novacekii; Pseudanabaenaceae (1gênero/1espécie), Geitlerinema unigranulatum; Oscillatoriaceae (1gênero/1espécie), Lyngbya sp; Phormidiaceae (1gênero/1espécie), Planktothrix agardhii. Dentre as cianobactérias 50% são potencialmente tóxicas. As espécies de Cyilindrospermopsis raciborskii, Microcyistis panniformis, M. protocystis, Aphanizomenon gracile e Aphanizomenon cf. manguinii tiveram maior ocorrência e abundância relativa (90-97%) e formaram florações mistas, tóxicas, intensas e alternadas durante o ciclo anual de 2000. O sistema apresentou circulação polímitica, com estratificações no período de chuvas e isotermia no período de estiagem. O curto intervalo de tempo das investigações possibilitou identificar a existência e a intensidade de distúrbios no sistema, permitindo uma melhor avaliação e entendimento das forças direcionadoras da estrutura e padrões sucessionais da comunidade fitoplanctônica. Na estiagem o vento proporcionou a circulação da camada fótica (Zeu=3m) no sistema, influenciando na disponibilidade de nutrientes e no padrão de distribuição do fitoplâncton, conferindo maior equilíbrio na comunidade. Condições climáticas e processos físicos inerentes ao reservatório foram determinantes para a circulação térmica total do sistema e a mistura das camadas profundas. As variáveis ambientais de maior influência na distribuição das cianobactérias foram o PSR, PT, NTD, CO2, Zeu, chuvas e vento. A variação desses fatores promoveu o estabelecimento de períodos ecologicamente distintos que foram descritos utilizando a abordagem de grupos funcionais proposta por Reynolds et al. (2000). Assim, identificamos que Cylindrospermopsis (Sn) dominou na ocorrência de chuvas, estratificação, ventos fracos, baixa Zeu, baixos valores de NO3 - , CO2 e PSR e altos de NH4 + e N:P. Microcystis spp (M) dominou no início da estiagem e de desestratificação do sistema, com maior Zeu, baixo níveis de NO3 - e PSR e alto de NH4 +e N:P. Ambas mostraram-se mais eficientes na exploração dos recursos. Na estiagem, período de mescla total da coluna d`água, baixa Zeu, altos níveis de NO3 -, PSR e baixo de NH4 +e N:P, espécies de associações H (Aphanizomenon sp, Anabaena spp), S1 (Planktothrix agardhii e Limnothrix), clorofíceas (F) e diatomáceas (P), adaptadas a viverem em ambientes com deficiência de luz, coexistiram mantendo maior uniformidade na distribuição da biomassa. A presença de C. raciborskii em diferentes condições ambientais no sistema confirma a grande amplitude de nicho dessa espécie e sugere que suas especificidades fisiológicas adaptativas são mais eficientes do que as de Microcystis e Aphanizomenon, uma vez que ela co-existiu mantendo biomassa significativa em todo o ciclo anual. A ocorrência de microcistinas (8.8 µg l-1/água bruta e 0,26 µg/L-1/tratada) e de saxitoxinas (3,14 µg l-1/água bruta) aponta um risco permanente dessas toxinas em águas de abastecimento doméstico. A ingestão em pequenas doses de microcistinas, a longo prazo, pelas populações locais através da sua acumulação em musculutura de peixes, também deve ser considerada, devido à sua potencial capacidade de promover tumores hepáticos cancerígenos. A alta prevalência de saxitoxina na água bruta (60 %) alerta para o fato de que estas toxinas podem ser mais largamente distribuídas na água doce do que se tem conhecimento, especialmente no semiárido brasileiro. A presença de cianobactérias na água tratada (8,2 x105 cel.mL-1) muito acima do limite máximo aceitável para água bruta (2x104 cel.mL-1) revela ineficiência na remoção de células nas ETAs e indica a necessidade urgente de monitoramento regular, implementação de medidas de controle das florações e o cumprimento da portaria 1469/2000 recomendada pelo Ministério da Saúde, visando a melhoria da qualidade da água e, conseqüentemente, da saúde pública.

A extensa rede de lagoas presente no litoral do Rio Grande do Sul constitui ecossistemas de grande diversidade ecológica. Esses corpos de água, também se caracterizam por apresentarem pequena profundidade, tornando-os sensíveis às mudanças naturais ou antrópicas. As interferências antrópicas podem acarretar em diversas modificações físicas e químicas, provocando a eutrofização dos corpos de água. Esse processo modifica as variáveis ambientais em diversos aspectos, influenciados principalmente pela concentração de nutrientes inorgânicos, penetração da luz, temperatura e pH da água, bem como a alteração da comunidade fitoplanctônica, especialmente as cianobactérias. Assim, o presente trabalho teve como objetivo avaliar a dinâmica da comunidade fitoplanctônica e da cianotoxina Microcistina e a relação com parâmetros físico-químicos em três lagoas localizadas no Município de Osório-RS. Os dados foram obtidos por meio de amostragens realizadas sazonalmente em quatro pontos amostrais distribuídos em três lagoas (Marcelino, Peixoto e Pinguela). As amostras foram analisadas quanto aos parâmetros físico-químicos, a densidade fitoplanctônica e a concentração de microcistina. Com base nos dados obtidos foram elaboradas PCA’s considerando os parâmetros fisico-químicos e a relação com o fitoplâncton, bem como avaliada a relação entre as variáveis utilizando-se a correlação de Spearman. Os resultados mostram um processo de eutrofização nas lagoas estudadas, onde 67,6% da variabilidade ambiental total nos pontos amostrais está relacionada diretamente à clorofila-a, DBO5, N-NH4, P-total, condutividade e inversamente à transparência de Secchi. Quanto à dinâmica da comunidade fitoplanctônica conforme os parâmetros físico-químicos, a análise demonstrou efeito antagônico das variáveis com carga positiva (N-NH4, DBO5, P-total, clorofila-a, condutividade, densidade de Cyanophyceae, Chlorophyceae e Bacillariophyceae) versus as de carga negativa (transparência de Secchi). A concentração de microcistina variou de 0,02μg/L a 0,51 μg/L, permanecendo abaixo do limite permitido pela legislação brasileira para água potável. Contudo, a baixa concentração não assegura que os corpos hídricos estudados estejam livres de cianotoxinas, uma vez que não foram analisadas outras toxinas, como cilindrospermopsina, saxitoxina e anatoxina-a, abordadas na legislação vigente e produzidas por espécies pertencentes ao mesmo grupo taxonômico. Com os resultados verifica-se um nítido gradiente de eutrofização entre as lagoas, que se inicia na Marcelino, que é o corpo receptor do efluente doméstico proveniente de Osório, e segue em direção ao norte. Esse gradiente influencia diretamente a comunidade fitoplanctônica e favorece condições e recursos para o crescimento de grupos relacionados a elevada eutrofização, como as classes Chlorophyceae, Cyanophyceae e Bacillariophyceae. Apesar da baixa concentração da cianotoxina microcistina, o elevado número de cianobactérias encontradas durante a amostragem sugere que outras cianotoxinas possam estar presentes em altas concentrações nas lagoas. A elevada densidade de indivíduos do gênero Dolichospermum evidencia a necessidade de um constante monitoramento das lagoas, uma vez que a presença deste grupo taxonômico acarreta a possibilidade da existência de diversas cianotoxinas causadoras de efeitos nocivos à população humana, além de impactar os organismos aquáticos e a vida selvagem de diversas formas. / Submitted by Ana Guimarães Pereira (agpereir@ucs.br) on 2017-11-08T10:52:54Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Paulo Henrique Boff.pdf: 10630714 bytes, checksum: fd78c4c0389ab8da31133f0f28a7836e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-11-08T10:52:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Paulo Henrique Boff.pdf: 10630714 bytes, checksum: fd78c4c0389ab8da31133f0f28a7836e (MD5) Previous issue date: 2017-11-01 / Petróleo Brasileiro, PETROBRAS

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2009. / Submitted by Washington da Silva Chagas (washington@bce.unb.br) on 2012-01-12T22:00:37Z No. of bitstreams: 1 2009_AmandaVargasBatistaErmel.pdf: 2296258 bytes, checksum: f465c62502ad909f70ea5431e8fefee3 (MD5) / Rejected by Marília Freitas(marilia@bce.unb.br), reason: on 2012-01-13T09:46:10Z (GMT) / Submitted by Washington da Silva Chagas (washington@bce.unb.br) on 2012-01-13T19:39:39Z No. of bitstreams: 1 2009_AmandaVargasBatistaErmel.pdf: 2296258 bytes, checksum: f465c62502ad909f70ea5431e8fefee3 (MD5) / Approved for entry into archive by Patrícia Nunes da Silva(patricia@bce.unb.br) on 2012-01-18T19:39:01Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2009_AmandaVargasBatistaErmel.pdf: 2296258 bytes, checksum: f465c62502ad909f70ea5431e8fefee3 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-01-18T19:39:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2009_AmandaVargasBatistaErmel.pdf: 2296258 bytes, checksum: f465c62502ad909f70ea5431e8fefee3 (MD5) / As florações de cianobactérias tóxicas são objeto de grande preocupação sanitária, pois a presença de toxinas na água coloca em risco a saúde da população. Os estudos indicam que o tratamento convencional é capaz de remover eficientemente as células de cianobactérias, mas são pouco eficientes na remoção das cianotoxinas, necessitando de técnicas complementares para remoção dessa fração dissolvida. Nesse contexto, atenção especial deve ser dada ao lodo acumulado nos decantadores durante o tratamento convencional, em função da ocorrência da lise celular. Dessa forma, o presente trabalho avaliou, em escala de bancada, a lise de células Microcystis aeruginosa e Cylindrospermopsis raciborskii ao longo do tempo de armazenamento do lodo sedimentado. Foram avaliadas também a liberação e degradação de microcistinas e saxitoxinas, quando utilizados diferentes valores de pH de coagulação, e diferentes dosagens de sulfato de alumínio e cloreto férrico. Os diagramas de coagulação com M. aeruginosa mostraram que as maiores eficiências de remoção na sedimentação ocorreram em valores de pH de coagulação entre 5,0 e 5,5. Durante o armazenamento do lodo, decaimento acentuado de células ocorreu até o 10° dia, para os dois valores de pH de coagulação estudados, 5,5 e 7,0. A concentração máxima de microcistinas dissolvidas ocorreu após cinco dias de armazenamento do lodo e a degradação se completou em torno de 10 dias, dependendo da dosagem de coagulante utilizada e do pH de coagulação. Experimentos com C. raciborskii mostraram eficiências de remoção insatisfatórias após coagulação, floculação e sedimentação, com os dois coagulantes avaliados. A concentração de saxitoxinas extracelulares variou ao longo do tempo conforme o pH de coagulação e o tipo e dosagem de coagulante utilizado, apresentando maior persistência com valor de pH de 5,0 e 5,5 e dosagem elevada de coagulante. Os resultados enfatizam a importância que deve ser dada ao manejo do lodo do decantador, pois considerando as práticas atuais de descarte de lodo, o risco de liberação de cianotoxinas para a água clarificada é elevado. Dessa forma, faz-se necessário estabelecer uma maior freqüência de remoção do lodo, diminuindo a concentração de microcistinas e/ou saxitoxinas na água clarificada. ________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Cyanobacteria toxic blooms are of concern since the presence of toxins in water poses a risk to human health. Studies indicate that conventional water treatment processes are able to remove cyanobacteria cells efficiently, but are inefficient in removing cyanotoxins, so that additional techniques are needed to remove this dissolved fraction. In this context, particular attention must be given to the accumulation of sludge in the sedimentation tanks sludge, during conventional treatment, because of cell lysis. Therefore, the present work evaluated, in bench scale using jar test, Microcystis aeruginosa and Cylindrospermopsis raciborskii cell breakdown during storage of the settled sludge. Microcystins and saxitoxins release and degradation have been evaluated using different coagulation pH values and different types and doses of coagulants. Coagulation diagrams with M. aeruginosa showed that the best removal efficiency occurred with coagulation pH values between 5,0 and 5,5. In the course of the sludge storage, a marked cells decay occurred until the 10th day for both pH values – 5,5, and 7,0. The highest concentration of dissolved microcystins occurred after five days of sludge storage, and the degradation was completed around 10 days, depending on the coagulant dose and pH value applied. Experiments with C. raciborskii showed poor removal efficiency after coagulation, flocculation and sedimentation, with both coagulants evaluated. Extracelular saxitoxins concentration varied with time according to the pH value and type and dose of coagulant applied. The persistence of these toxins was higher with the lower pH values and higher doses of coagulant. The results obtained in this work emphasize the attention that must be given to the proper manage of the sedimentation tank sludge. Considering the actual practices of sludge discharge, the risk of cyanotoxin release to the clarified water is high. Therefore, it is crucial to establish a higher frequency of sludge discharge, so that microcystins and saxitoxins concentration in the supernatant will be reduced.

Submitted by Jean Medeiros (jeanletras@uepb.edu.br) on 2017-11-28T12:05:19Z No. of bitstreams: 1 PDF - Eyre Katrinne Ferreira de Carvalho.pdf: 22782941 bytes, checksum: 3886a23253f969a2a12fe28e1dd5811b (MD5) / Made available in DSpace on 2017-11-28T12:05:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PDF - Eyre Katrinne Ferreira de Carvalho.pdf: 22782941 bytes, checksum: 3886a23253f969a2a12fe28e1dd5811b (MD5) Previous issue date: 2015-09-25 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / This research aimed to evaluate the removal of microcystin-LR and saxitoxin of eutrophic water produced in the laboratory for solar pyramid type still, in order to obtain a drinking water that meets all the potability standards specified in the ordinance 2914 / 11 of the Health Ministry. The methodology for analysis of physical and chemical parameters obeyed preconization the APHA 2012. The analyzes for evaluating the removal cianotoxins were performed by liquid chromatography coupled mass spectrometry (LC/MS) by method has been validated. Experiments were performed with two identical solar stills , the material used for the tray of distillers was stainless steel, simple glass cover and pyramidal geometry, subject to the same climatic conditions and fed two types of study of water (AE), prepared with lysate cultivation of Microcystis aeruginosa and Cylindrospermopsis raciborskii, cyanobacteria were cultivated in the laboratory under controlled conditions and constant monitoring. The solar distillation system had maximum yield of 2,4 L / m².day , less than some similar distillers in the literature, the system can be optimized and this income can be increased from a better insulation system. The results showed for removing turbidity higher than 95% true color was reduced from 20 to 5 uH uH on average, after the distillation process, as expected, there was a decrease in pH and hardness in relation to study water, ammonia showed a slight increase in concentration, but still remained within the maximum amount allowed by law. The results showed initial concentrations in the study of water 11,4 μg.L^-1 and 2 μg.L^-1 for microcystin - LR and saxitoxin respectively, in distilled water was not detected by the method used cyanotoxins . To prove that there has been removing samples were then injected into the mass spectrometer and the results it could be concluded that the cyanotoxins were concentrated in the remaining water from the tray allowing the final result clean water, free of cyanotoxins . / Esta pesquisa teve como objetivo principal avaliar a remoção de microcistina-LR e saxitoxina de água eutrofizada produzida em laboratório, por destilador solar do tipo pirâmide, com vistas a se obter uma água potável que atenda a todos os padrões de potabilidade previstos na portaria 2914/11 do Ministério da Saúde. A metodologia para análises dos parâmetros físico-químicos obedeceu à preconização do APHA 2012. As análises para avaliação da remoção de cianotoxinas foram realizadas por cromatografia líquida acoplada a espectrometria de massas (LC/MS) por método já validado. Foram realizados experimentos com dois destiladores solares idênticos, o material utilizado para a bandeja dos destiladores foi inox, a cobertura de vidro simples e geometria piramidal, foram submetidos às mesmas condições climáticas e alimentados com dois tipos de água de estudo (AE), preparadas com cultivo lisado de Microcystis aeruginosa e Cylindrospermopsis raciborskii, as cianobactérias foram cultivados em laboratório sob condições controladas e monitoramento constante. O sistema de destilação solar apresentou rendimento máximo de 2,4 L/m².dia, valor inferior a alguns destiladores similares encontrados na literatura, o sistema pode ser otimizado e esse rendimento pode ser aumentado a partir de um melhor isolamento do sistema. Os resultados mostraram para turbidez remoção acima de 95%, cor verdadeira foi reduzida de 20 uH para 5 uH em média, após o processo de destilação, como era esperado, houve diminuição do pH e da dureza em relação a água de estudo, a amônia apresentou um ligeiro aumento na concentração, mas ainda assim permaneceu dentro do valor máximo permitido pela legislação. Os resultados mostraram concentrações médias iniciais na água de estudo de 11,4 μg.L^-1 e 2 μg.L^-1 para microcistina LR e saxitoxina, respectivamente, na água destilada não foi detectado cianotoxinas pelo método utilizado. Para provar que houve remoção as amostras foram então injetadas em espectrômetro de massas e com os resultados pôde-se concluir que as cianotoxinas ficaram concentradas na água remanescente da bandeja possibilitando como resultado final água tratada, livre de cianotoxinas.

Submitted by Jean Medeiros (jeanletras@uepb.edu.br) on 2018-10-23T13:26:36Z No. of bitstreams: 1 PDF - Daniely de Lucena Silva.pdf: 19787731 bytes, checksum: 4876e7607977a002cf59f1f8d2f5d9a8 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-10-23T13:26:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PDF - Daniely de Lucena Silva.pdf: 19787731 bytes, checksum: 4876e7607977a002cf59f1f8d2f5d9a8 (MD5) Previous issue date: 2018-08-31 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The Flock & Lock technique was indicated as one of the best alternatives for the recovery of eutrophicated lakes and reservoirs. This is a series of applications of flocculants (Flock) and clays (Lock) to flocculate / sediment and inactive, respectively, the phosphorus of the water column. The present study evaluated the efficiency of aluminum sulphate (SUL), alkali polychloride (PAC) and chitosan (QUI) flocculants, isolated and combined with natutal (BEN) and lanthanum modified bentonite (BML) eutrophic dust from the Brazilian semiarid, as well as the beneficial effects on cyanobacteria density and the intra and extracellular forms of cyanotoxins. Bench scale tests using water samples from the Argemiro Figueiredo reservoir, located in the municipality of Itatuba, Paraíba, Brazil. These tests were conducted in glass beakers containing 200 mL of water from the reservoir, samples being collected at the top and bottom of the beakers. Cyanobacteria density was determined by inverted microscope and the intra and extracellular concentrations of the cyanotoxins microcystin, saxitoxin and cylindrospermopsin by the Enzyme-Linked Immuno Sorbent Assay (ELISA) method. Analysis of one-way variance (ANOVA one-way) was performed to verify significant differences between treatments. It was observed that the SUL and PAC flocculants efficiently reduced the PT, PSR, turbidity, chlorophyll-a, cyanobacteria density and intracellular microcystin efficiency, whereas the chitosan showed low removal power of the evaluated parameters. The BML showed to be more efficient than the BEN, however, the application of these clays combined with the flocculants was not strictly necessary in the success of the Flock & Lock technique, since the SUL and PAC alone proved to be sufficient in the significant removal of the parameters studied. The efficiency of flocculants in the removal of cyanobacteria cells varied between species. Small-sized species such as A. delicatissima, M. glauca and M. tenuissima were effectively removed regardless of treatment, including those with QUI and BEN, while filamentous cyanobacteria C. raciborskii, G. amphibium, P. agardhii and P. Catenata were removed only with the application of PAC, SUL and BML isolated and combined. The intracellular concentrations of saxitoxin and cylindrospermopsin and the extracellular fraction of these cyanotoxins and microcystin were not influenced by the application of flocculants and clays. These results show that cyanotoxin types differ in the response to these compounds and that the successful application of the Flock & Lock technique in the recovery of eutrophic lakes and reservoirs can be compromised in bodies of water with high concentration of dissolved toxins. / A técnica Flock & Lock tem sido indicada como uma das melhores alternativas na recuperação de lagos e reservatórios eutrofizados. Essa técnica consiste na aplicação de floculantes (Flock) e argilas (Lock) para flocular/sedimentar e inativar, respectivamente, o fósforo da coluna d‟água. O objetivo do presente estudo foi avaliar a eficiência dos floculantes sulfato de alumínio (SUL), policloreto de alimínio (PAC) e quitosana (QUI), isolados e combinados com argilas betonita natutal (BEN) e bentonita modificada com lantânio (BML), na remoção do P em águas eutrofizadas do semiárido brasileiro, bem como verificar os efeitos desses compostos sobre a densidade das cianobactérias e as concentrações intra e extracelular das cianotoxinas. Ensaios em escala de bancada foram realizados utilizando amostras da água do reservatório Argemiro Figueiredo, localizado no município de Itatuba, Paraíba, Brasil. Esses ensaios foram conduzidos em provetas de vidro contendo 200 mL da água do reservatório, sendo coletadas amostras no topo e fundo das provetas. A densidade das cianobactérias foi determinada em microscópio invertido e as concentrações de intra e extracelular das cianotoxinas microcistina, saxitoxina e cilindrospermopsina pelo método Enzyme-Linked Immuno Sorbent Assay (ELISA). A análise de variância um fator (ANOVA um fator) foi realizada para verificar as diferenças significativas entre os tratamentos. Foi observado que os floculantes SUL e PAC reduziram eficientemente da coluna d‟água o PT, PSR, turbidez, clorofila-a, densidade das cianobactérias e microcistina intracelular, enquanto a quitosana mostrou baixo poder de remoção dos parâmetros avaliados. A BML mostrou ter maior eficiência que a BEN, no entanto, a aplicação dessas argilas combinadas com os floculantes mostrou não ser estritamente necessária no sucesso da técnica Flock & Lock, uma vez que o SUL e PAC sozinhos mostraram ser suficientes na remoção significativa dos parâmetros estudados. A eficiência dos floculantes na remoção das células das cianobactérias variou entre as espécies. As espécies de pequeno tamanho como A. delicatissima, M. glauca e M. tenuissima foram eficazmente removidas independente do tratamento, incluindo aqueles com a QUI e a BEN, enquanto as cianobactérias filamentosas C. raciborskii, G. amphibium, P. agardhii e P. catenata foram removidas apenas com a aplicação do PAC, SUL e BML isolados e combinados. As concentrações intracelulares da saxitoxina e cilindrospermopsina e a fração extracelular dessas cianotoxinas e da microcistina não foram influenciadas pela aplicação dos floculantes e argilas. Esses resultados mostram que os tipos de cianotoxinas diferem na resposta a esses compostos e que o sucesso da aplicação da técnica Flock & Lock na recuperação de lagos e reservatórios eutrofizados pode ser comprometida em corpos d‟água com alta concentração de toxinas dissolvidas.