As macrófitas aquáticas possuem grande importância no ambiente aquático, contribuindo em diversos processos ecológicos. No entanto, o seu crescimento exagerado pode causar problemas aos sistemas aquáticos. A grande capacidade de proliferação de macrófitas aquáticas foi registrada em diversos locais da Região Metropolitana de São Paulo. A represa Guarapiranga é um dos principais mananciais dessa região e a grande colonização por Egeria densa Planchon (Hydrocharitaceae) pode afetar os usos múltiplos desse sistema. Dessa maneira, a presente dissertação apresenta no primeiro capítulo a relação de parâmetros físicos e químicos da água com a presença e a abundância de E. densa, sendo identificados dois compartimentos diferenciados pela qualidade da água e uma possível relação com a E. densa. No segundo capítulo, o efeito da declividade do litoral e da transparência da água nas populações de E. densa foi verificada por meio de regressões múltiplas. A declividade do litoral foi determinante na zonação e abundância de E. densa e a transparência da água não foi significativa para prever a abundância dessas plantas. / Macrophytes have great importance in the aquatic environment, contributing in various ecological processes. However, their excessive growth can cause problems in aquatic systems. The great proliferation capacity of macrophytes was recorded in various locations in the Metropolitan Region of São Paulo. Guarapiranga dam is one of the main sources of water for this region and the colonization of Egeria densa Planchon (Hydrocharitaceae) can affect the multiple uses of this system. Thus, the first chapter of this dissertation relates the physical and chemical parameters of water in the presence and abundance of E. densa, identifying two different compartments for water quality and a possible relationship with E. densa. In the second chapter, the effect of the littoral slope and water transparency in populations of E. densa was verified by multiple regressions analysis. The littoral slope was a determining factor in zonation and abundance of E. densa and water clarity was not significant to predict the abundance of these plants.

As macrófitas aquáticas possuem grande importância no ambiente aquático, contribuindo em diversos processos ecológicos. No entanto, o seu crescimento exagerado pode causar problemas aos sistemas aquáticos. A grande capacidade de proliferação de macrófitas aquáticas foi registrada em diversos locais da Região Metropolitana de São Paulo. A represa Guarapiranga é um dos principais mananciais dessa região e a grande colonização por Egeria densa Planchon (Hydrocharitaceae) pode afetar os usos múltiplos desse sistema. Dessa maneira, a presente dissertação apresenta no primeiro capítulo a relação de parâmetros físicos e químicos da água com a presença e a abundância de E. densa, sendo identificados dois compartimentos diferenciados pela qualidade da água e uma possível relação com a E. densa. No segundo capítulo, o efeito da declividade do litoral e da transparência da água nas populações de E. densa foi verificada por meio de regressões múltiplas. A declividade do litoral foi determinante na zonação e abundância de E. densa e a transparência da água não foi significativa para prever a abundância dessas plantas. / Macrophytes have great importance in the aquatic environment, contributing in various ecological processes. However, their excessive growth can cause problems in aquatic systems. The great proliferation capacity of macrophytes was recorded in various locations in the Metropolitan Region of São Paulo. Guarapiranga dam is one of the main sources of water for this region and the colonization of Egeria densa Planchon (Hydrocharitaceae) can affect the multiple uses of this system. Thus, the first chapter of this dissertation relates the physical and chemical parameters of water in the presence and abundance of E. densa, identifying two different compartments for water quality and a possible relationship with E. densa. In the second chapter, the effect of the littoral slope and water transparency in populations of E. densa was verified by multiple regressions analysis. The littoral slope was a determining factor in zonation and abundance of E. densa and water clarity was not significant to predict the abundance of these plants.

Submitted by Mario BC (mario@bc.ufrpe.br) on 2018-06-07T13:08:23Z No. of bitstreams: 1 Cihelio Alves Amorim.pdf: 2462272 bytes, checksum: 6d861bdc38c3c251b261d899103ef30a (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-07T13:09:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cihelio Alves Amorim.pdf: 2462272 bytes, checksum: 6d861bdc38c3c251b261d899103ef30a (MD5) Previous issue date: 2017-08-16 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Aquatic macrophytes are important for the maintenance of clear alternative states of aquatic environments, because they can release allelopathic substances capable of inhibiting the growth of planktonic algae. On the other hand, in turbid environments, resulting from cyanobacterial blooms, the presence of cyanotoxins can negatively affect the macrophytes, causing oxidative stress and reducing their growth. In order to elucidate the mutual allelopathic relationships between bloom-forming cyanobacteria and submerged macrophytes, we tested two hypotheses through laboratory studies: (1) the release of allelochemicals by Egeria densa reduces the growth rates of toxic and non-toxic strains of Microcystis; and (2) toxic strains of Microcystis inhibit the growth and biomass of E. densa, and cause oxidative stress on these plants. Based on this, two articles were written: (1) Why do aquatic macrophytes inhibit cyanobacteria? Allelopathic effects of Egeria densa Planch. on toxic and non-toxic strains of Microcystis; and (2) Can submerged macrophytes inhibit toxic and non-toxic strains of cyanobacteria equally? Allelopathic effects of Egeria densa Planch. on Microcystis spp. In the first article, we verified the influence of the coexistence of E. densa and the application of extracts of this plant (with dissolved allelochemicals) on the biomass and growth rates of toxic strain of M. aeruginosa (MC+) and non-toxic strain of M. panniformis (MC-). In the second, we evaluated the physiological and growth responses of E. densa cultivated with the MC+ and MC- strains, verifying the lipid peroxidation, hydrogen peroxide production, changes in photosynthetic pigment content and activity of the antioxidant enzymes superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT) and ascorbate peroxidase (APX). The MC+ strain was significantly inhibited when cultivated with E. densa, while MC- exhibited a contrary response, with stimulating growth. When cultivated under the influence of E. densa extract, MC+ and MC- strains were inhibited, but more significantly in MC-. The macrophyte presented a small increment in the total phenolic compounds production when in coexistence with the cyanobacteria, mainly with the toxic strain. The growth and biomass of E. densa were inhibited when in co-culture with the MC+ strain, showing few changes when cultivated with the MC- strain. In addition, the MC+ strain inhibited the emergence of shoots and roots in plants. Both strains showed a reduction in total chlorophyll levels, chlorophyll a and b, as well as an increase in the total carotenoids content. The plants cultivated with MC+ strain presented high lipid peroxidation rates and enzymatic activity, especially for the APX. Our results support the hypothesis that there are mutual allelopathic interactions between Microcystis and E. densa. However, E. densa needs a stimulant to release the allelochemicals, such as the stress caused by microcystins. The tested plant has enzymatic defense mechanisms that allow them to coexist with microcystins during short-time exposure (about eight days), however, prolonged exposure (five weeks) to toxic strains of Microcystis causes a reduction in plant growth. / As macrófitas aquáticas são importantes para a manutenção dos estados alternativos claros dos ambientes aquáticos, pois podem liberar substâncias alelopáticas capazes de inibir o crescimento das algas planctônicas. Por outro lado, em ambientes túrbidos, resultantes das florações de cianobactérias, a presença de cianotoxinas pode afetar negativamente as macrófitas, causando estresse oxidativo e reduzindo o seu crescimento. Com o objetivo de elucidar as relações alelopáticas mútuas entre cianobactérias formadoras de florações e macrófitas submersas, nós testamos duas hipóteses através de estudos laboratoriais: (1) a liberação de aleloquímicos por Egeria densa reduz as taxas de crescimento de cepas tóxicas e não tóxicas de Microcystis; e (2) cepas tóxicas de Microcystis inibem o crescimento e biomassa de E. densa, além de ocasionar estresse oxidativo a essas plantas. Com base nisso, foram elaborados dois artigos: (1) Macrófitas submersas podem inibir cepas tóxicas e não tóxicas de cianobactérias igualmente? Efeitos alelopáticos de Egeria densa Planch. sobre Microcystis spp.; e (2) Respostas biométricas e fisiológicas de Egeria densa Planch. cultivada com cepas tóxica e não tóxica de Microcystis. No primeiro artigo, verificamos a influência da coexistência de E. densa e a aplicação de extratos desta planta (com os aleloquímicos dissolvidos) sobre a biomassa e taxas de crescimento de cepas tóxica de M. aeruginosa (MC+) e não tóxica de M. panniformis (MC-). No segundo, avaliamos as respostas fisiológicas e de crescimento de E. densa cultivadas com as cepas MC+ e MC-, verificando-se peroxidação lipídica, produção de peróxido de hidrogênio, alteração no conteúdo de pigmentos fotossintéticos e atividade das enzimas antioxidativas superóxido dismutase (SOD), catalase (CAT) e ascorbato peroxidase (APX). A cepa MC+ foi significativamente inibida quando cultivada com E. densa, enquanto que MC- exibiu uma resposta contrária, havendo estímulo do crescimento. Ao serem cultivadas sob influência do extrato de E. densa, as cepas MC+ e MC- foram inibidas, porém mais significativamente em MC-. A macrófita apresentou um pequeno incremento na produção de compostos fenólicos totais quando em coexistência com as cianobactérias, principalmente com a cepa tóxica. O crescimento e biomassa de E. densa foram inibidos quando em cultivo com a cepa MC+, com poucas alterações quando cultivadas com MC-. Além disso, a cepa MC+ inibiu a emergência de brotos e raízes nas plantas. Ambas as cepas mostraram uma redução nos teores de clorofilas totais, clorofila a e b, bem como um incremento dos carotenóides totais. As plantas cultivadas com MC+ apresentaram altas taxas de peroxidação lipídica e atividade enzimática, especialmente da APX. Nossos resultados suportam a hipótese de que existem interações alelopáticas mútuas entre Microcystis e E. densa. No entanto, E. densa necessita de um estímulo para liberar os aleloquímicos, como por exemplo o estresse ocasionado pelas microcistinas. A planta testada possui mecanismos de defesa enzimáticos que lhes permite coexistir com as microcistinas a curto prazo (cerca de oito dias), entretanto, a exposição prolongada (cinco semanas) às cepas tóxicas de Microcystis causa uma redução no crescimento da planta.

Made available in DSpace on 2017-07-10T17:48:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ana_Paula_Sartorio_Chambo.PDF: 2055310 bytes, checksum: 572f35f1e55b0455d7858396549a5810 (MD5) Previous issue date: 2011-08-26 / Fundação Araucária / This study was conducted in the reservoir of Itaipu Hydroelectric Plant, located in the western region of Paraná State, during the March/2010 to April/2009 and aimed to study the chemical composition (macronutrients, micronutrients and toxic heavy metals), the bioaccumulation of biologically essential metals, copper (Cu), iron (Fe), zinc (Zn) and manganese (Mn), and non-essential toxic heavy metals, cadmium (Cd), chromium (Cr) and lead (Pb) in tissues of the armado (P. granulosus), mollusks (L. fortunei) and aquatic plants (E. densa and E. crasssipes), beyond the study of water quality and sediment under modified atmospheres, such as reservoirs for multiple uses, during the season the year. Fifteen fish were collected monthly to determine the factor relative corporal condition (Kn), the index of viscera total (IVT), visceral fat index (IGV), the hepatosomatic index (HSI) and the metal pollution index (MPI), as well as samples the sediment, water and the biomarkers golden mussel and two species of aquatic macrophytes, E. crassipes and E. dense. It was observed that the carcass of the armado bioaccumulate in the following order Fe, Ca, Zn, Pb, Mn, K, Mg, Cr, Cu e Cd. The nitrogen was concentrated in greater proportion in the carcass (110.58 g kg-1) and fillet (109.96 g kg-1) and phosphorus in the liver (43.26 g kg-1). The Cd was present in 50% of carcass samples (1.20 mg kg-1) and skin (1.00 mg kg-1) and 100% of the samples of gills (1.00 mg kg-1). The Cr was detected in 33% of carcass samples (2.75 mg kg-1) and gills (1.00 mg kg-1) and 17% of fillet samples (2.00 mg kg-1). The presence of lead was found in 100% of samples with levels ranging from 20.17 mg kg-1 in the carcass and 7.83 mg kg-1 in the fillet. The distribution of Cu, Zn and Mn in the sediment and water did not change seasonally. The analytical method used did not detect the presence of Cu and Zn in the water sample. The physical and chemical variables of water were not oscillated along the year season. The index calculated for the E. densa responded significantly seasonal fluctuations, with the highest rates were obtained during the summer followed by spring, winter and autumn. The armado captured during the experiment were contaminated by heavy metals Cd, Cr and Pb at levels above those recommended by current legislation. The rate of metal contamination suggests that the liver is the organ most bioaccumulate heavy metals in the gun. The deposition of heavy metals in sediment and water did not change seasonally, the sampling of sediment, E. densa and root of E. crassipes may indicate the composition of environmental contamination / Este trabalho foi realizado no reservatório da Usina Hidrelétrica de Itaipu Binacional, localizada na região oeste do Estado do Paraná, durante o período de abril/2009 a março/2010 e teve como objetivo o estudo sobre a composição química (macronutrientes, micronutrientes e metais pesados tóxicos), a bioacumulação de metais pesados biologicamente essenciais, cobre (Cu), ferro (Fe), zinco (Zn) e manganês (Mn), e metais pesados tóxicos, cádmio (Cd), cromo (Cr) e chumbo (Pb), nos tecidos do armado (P. granulosus), moluscos (L. fortunei) e plantas aquáticas (E. densa e E. crasssipes), além do estudo da qualidade da água e dos sedimentos em ambientes modificados, como os reservatórios de usos múltiplos, durante as estações do ano. Foram coletados mensalmente quinze peixes para determinação do fator de condição corporal relativo, o índice de víscera total, o índice de gordura visceral, o índice hepatossomático e o índice de poluição por metais, bem como amostras de sedimento, água e dos bioindicadores mexilhão dourado e duas espécies de macrófitas aquáticas E. crassipes e E. densa. Observou-se que a carcaça do armado bioacumulou os elementos na seguinte ordem decrescente Fe, Ca, Zn, Pb, Mn, K, Mg, Cr, Cu e Cd. O nitrogênio concentrou-se em maior proporção na carcaça (110,58 g kg-1) e no filé (109,96 g kg-1) e o fósforo no fígado (43,26 g kg-1). O Cd esteve presente em 50% das amostras de carcaça (1,20 mg kg-1) e pele (1,00 mg kg-1) e em 100% das amostras de brânquias (1,00 mg kg-1). O Cr foi detectado em 33% das amostras de carcaça (2,75mg kg-1) e brânquias (1,00 mg kg-1) e em 17% das amostras de filé (2,00 mg kg-1). A presença de chumbo foi constatada em 100% das amostras com teores variando entre 20,17 mg kg-1 na carcaça e 7,83 mg kg-1 no filé. A distribuição dos metais Cu, Fe, Zn e Mn no sedimento e na água não sofreram efeito sazonal. O método analítico utilizado não detectou a presença de Cu e Zn na água do reservatório. As variáveis físicas e químicas da água não oscilaram ao longo do ano. O índice de metais pesados calculado para a E. densa respondeu significativamente as oscilações sazonais, sendo que os maiores valores obtidos durante o verão seguidos pela primavera, inverno e outono. Os armados capturados durante o período experimental estavam contaminados pelos metais pesados Cd, Cr e, Pb em níveis acima dos recomendados pela legislação vigente. O índice de contaminação por metais aponta que o fígado é o órgão que mais bioacumulou metais pesados no armado. As deposições de metais pesados no sedimento e na água não sofreram efeito sazonal. A amostragem dos sedimentos, E. densa e raiz da E. crassipes pode indicar a composição da contaminação do ambiente e a E. densa pode ser utilizado como bioindicador em áreas poluídas

Made available in DSpace on 2017-07-10T18:08:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Juliana M T de A Pietrobelli.pdf: 433056 bytes, checksum: 7b00ac350c2587cbaab2d44229acb25d (MD5) Previous issue date: 2007-12-09 / In the present work has been studied the metallic ion removal from aqueous solutions using the non-living aquatic macrophytes Egeria densa as biosorbent in order to assess its potential on cadmium, cuprum and zinc ions adsorption experiments. For this purpose, several adsorption tests were performed by duplicate in order to determine the optimal experimental conditions, based on the effects of aqueous solution pH, drying temperature, and particle size on mono-component adsorption kinetic and equilibrium experiments using the E. densa dry biomass. Metallic aqueous solutions were prepared dissolving cadmium, cuprum and zinc chlorate (Cl2Cd.H2O, Cl2Cu.2H2O, Cl2Zn) in deionized water. In this way, some biosorption experiments were carried out setting up aqueous solution pH values at 4, 5 and 6 and non-adjusted pH value under constant and controlled temperature at a shaker system for each metallic ion in order to obtain the equilibrium parameters. At each experiment, initial and final metal concentrations were determined by the Atomic Absorption Spectrometry technique. At room temperature and without shaking up, the metal precipitation into the aqueous solution was observed since pH 5 for cadmium and cuprum ions, while for zinc ion this process has began only near to pH 6. Based on the metallic ion removal factor at 30 and 50oC, the best biosorbent drying temperature was obtained at low temperature. On the other hand, the particle size effect onto metal biosorption process is not significant according the similar metallic removal factor for all the different particle sizes investigated. The biosorption kinetic results at non-adjusted pH and 5-adjusted pH and have shown an equilibrium time reduction from 60 to 45 and 30 minutes for cadmium and zinc ion, respectively. While, for cadmium ion, the pH effect was to reduce from 12 to 2 h due to change the aqueous solution pH value from non-adjusted to 5, respectively, with an increasing on removal factor from 60 to 70%. The experimental data were interpreted by four adsorption models. The pseudo first and second order models were used to fit the kinetic biosorption data. For all the metallic ions investigated the pseudo second order model has got fitting better the kinetic biosorption data. On the other hand, the Freundlich and Langmuir model were used to interpret the equilibrium data. For adsorption experiments at pH 5 and according to statistical criteria, the Langmuir model was better than Freundlich one to fit the experimental data. The adsorption parameters, qmax and b, obtained from Langmuir model were 1.28 mequivg-1 and 0.40 L g-1, 1.47 mequivg-1 and 3.73 L g-1, 0.922 mequivg-1 and 0.829 L g-1 for cadmium, cuprum and zinc, respectively. At mono-component biosorption conditions suggested above, the non-living aquatic macrófita E. densa biomass can be used into effluent treatment systems as biosorbent due to its great adsorption potential. / O presente trabalho teve por objetivo avaliar o potencial da macrófita aquática, Egeria densa, seca, na remoção dos íons metálicos Cd (II), Cu (II) e Zn (II). Foram realizados testes para verificação da influência do pH, temperatura de secagem do biossorvente, temperatura de biossorção e tamanho das partículas a serem utilizados nos testes cinéticos e de equilíbrio. Todos os experimentos foram realizados em duplicata. No estudo de equilíbrio da biossorção dos íons metálicos, monocomponentes, foram realizados experimentos com pH ajustados em 4, 5 e 6 e sem ajuste. Os ensaios foram realizados à temperatura controlada, sob agitação constante. As concentrações dos íons metálicos foram determinadas por espectrofotometria de absorção atômica. Pelo teste de precipitação, realizado em temperatura ambiente e sem agitação, observou-se que acima de pH 5 inicia-se a precipitação para os íons Cd (II) e Cu (II), enquanto para o Zn (II) este processo inicia-se próximo de pH 6. Através do teste de temperatura de secagem e de biossorção verificou-se que a maior porcentagem de remoção ocorre na temperatura de secagem ambiente e a temperatura de biossorção de 30oC. A influência do tamanho das partículas do biossorvente também foi avaliada, sendo a diferença na porcentagem de remoção insignificante para os diferentes tamanhos testados. Na avaliação da influência do pH verificou-se, no teste cinético, que para os íons Cd (II) e Zn (II) ocorreu uma redução no tempo de equilíbrio de 1 hora (sem ajuste) para 45 minutos (pH 5) e para o íon Cu (II) ocorreu uma redução no tempo de equilíbrio de 12 horas (sem ajuste) para 2 horas (pH 5), com aumento na taxa de remoção de 60 para 70%. Na verificação da cinética de biossorção, o melhor ajuste foi obtido pelo modelo de pseudo-segunda ordem, para todos os íons metálicos testados. O modelo que melhor se ajustou aos dados de equilíbrio foi o de Langmuir, com pH ótimo 5, cujos parâmetros qmax e b para os íons de Cd, Cu e Zn em pH 5 foram: 1,28 meq.g-1 e 0,40 l.g-1, 1,47 meq.g-1 e 3,73l.g-1, 0,922 meq.g-1 e 0,829l.g-1, respectivamente. Assim, pelos resultados obtidos pode-se afirmar que a biomassa da macrófita aquática Egeria densa possui grande potencial para o tratamento de efluentes contendo metais pesados.

Submitted by Aline Flores Silveira null (fsaline@hotmail.com) on 2018-02-28T17:46:28Z No. of bitstreams: 1 Versão final_Aline Flores _Silveira_Mestrado.pdf: 1033383 bytes, checksum: 0348b6e859d4559a1fc2c3b3d311cc7c (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Paula Santulo Custódio de Medeiros null (asantulo@rc.unesp.br) on 2018-03-01T11:49:57Z (GMT) No. of bitstreams: 1 silveira_af_me_rcla.pdf: 1031556 bytes, checksum: 27cd24178827289f17b4d42db2e285d4 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-01T11:49:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 silveira_af_me_rcla.pdf: 1031556 bytes, checksum: 27cd24178827289f17b4d42db2e285d4 (MD5) Previous issue date: 2018-02-15 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Uma forma de compreender e caracterizar a importância ecológica das macrófitas aquáticas é através do delineamento das diferenças morfológicas das plantas e da quantificação de sua complexidade. As macrófitas podem atuar como estruturas retentoras de partículas em suspensão controlando a quantidade de material em suspensão na água, além de servirem como substrato para a colonização e crescimento do perifíton. Neste estudo foram utilizadas duas macrófitas aquáticas: Cabomba furcata Schult. & Schult. e Egeria densa Planch, encontradas na Bacia Hidrográfica do Rio Itanhaém. O objetivo geral foi avaliar se a capacidade de retenção de material varia entre macrófitas aquáticas com arquitetura de ramo distintas e se há variação na capacidade de retenção de material de C. furcata em rios com características limnológicas distintas. A coleta foi realizada em duas áreas no Rio Branco (A e B) e uma área no Rio Preto (C). Amostras de água e sedimento foram coletadas para análises limnológicas. Ramos de C. furcata e E.densa no Rio Branco e ramos de C. furcata no rio Preto foram coletados para a descrição de sua arquitetura e para a quantificação do material aderido. Em laboratório foram realizadas análises das variáveis limnológicas e do conteúdo de nitrogênio e fósforo total na biomassa das macrófitas e no material aderido. Para a caracterização ambiental das áreas de coleta, foram comparados os resultados das variáveis limnológicas medidas em cada área estudada. Para testar a diferença significativa entre as áreas A e C, foi aplicado o teste-t (p<0,05) às variáveis limnológicas. O teste Mann-Whitney foi aplicado às variáveis de C. furcata, E. densa e às variáveis do material aderido coletadas no Rio Branco. O mesmo teste foi utilizado para a comparação entre C. furcata e material aderido em rios distintos. Os valores das variáveis limnológicas do Rio Branco foram similares nas áreas A e B. A quantidade de material em suspensão na água foi maior (p<0,001) no Rio Branco quando comparado ao Rio Preto. Porém, a matéria orgânica contida no sedimento do Rio Branco foi menor (p: 0,005) do que a contida no sedimento do Rio Preto. Por outro lado, os teores de nitrogênio e fósforo total da água e do sedimento não apresentaram diferença significativa. C. furcata e E.densa apresentaram diferenças na arquitetura do ramo (p<0,05), indicando uma maior complexidade do ramo para C. furcata. C. furcata de rios distintos apresentou pequenas variações na sua morfologia. Apesar da C. furcata apresentar maior área total do ramo do que E. densa, a quantidade de material aderido por ramo de C. furcata foi menor (p: 0,001). A quantidade de material aderido à C. furcata no Rio Branco foi menor (p:0,0251) do que à C. furcata no Rio Preto. De modo geral, a quantidade de material aderido às macrófitas em ambientes lóticos pode ser positiva, negativa ou neutra às macrófitas e pode estar associada à complexidade da arquitetura do ramo desses organismos. Todavia, neste estudo a relação entre as espécies de macrófitas aquáticas avaliadas e o material aderido é neutra. Desta maneira, essas espécies podem ser consideradas apenas como um substrato para o acúmulo de material aderido, pois não foram encontradas relações positivas ou negativas com esse material. / One way to understand and characterize the ecological importance of aquatic macrophytes is to delineate the morphological differences of plants and quantify its complexity. Aquatic macrophytes can act as suspended particulate retentive structures by controlling the amount of suspended material on the water and serve as a substrate for the colonization and growth of the periphyton. Two aquatic macrophytes were used in this study: Cabomba furcata Schult. & Schult. and Egeria densa Planch, bouth are found in the Itanhaém River Basin. The aim of this research was to evaluate if the retention capacity of material varies between aquatic macrophytes with different branch architecture and if there is variation in the material retention capacity of Cabomba furcata in rivers with different limnological characteristics. The sample were collected in two areas in Branco River (A and B) and one area in Preto River (C). Water and sediment samples were collected for limnological analysis. C. furcata and E. densa branches were collected in Branco River for the description of the branch architecture and for the quantification of the attached material. In the same way, branches of C. furcata were collected in Preto River for the same purpose. In laboratory, analyzes of the limnological variables, the nitrogen and total phosphorus content in the macrophytes biomass and the attached material were performed. For the environmental characterization of the study areas, the results of the limnological variables measured in each studied area were compared. To test the significant difference between areas A and C, the t-test (p <0.05) was applied to the limnological variables. The Mann-Witney test was used for the variables of C. furcata, E. densa and attached material collected in Rio Branco. The same test was applied for the comparison between C. furcata and attached material from different rivers. The values of the limnological variables of Branco River were similar in areas A and B. The amount of suspended material in water was higher (p <0.001) in Branco River when compared to Preto River. However, the organic matter contained in Branco River sediment was lower (p: 0.005) than the one contained in Preto River sediment. On the other hand, nitrogen and total phosphorus contents of water and sediment did not present a significant difference. C. furcata and E. densa presented differences in the branch architecture (p <0.05), indicating a greater branch complexity for C. furcata. C. furcata of distinct rivers showed small variations in its morphology. Although C. furcata had a larger branch total area than E. densa, the amount of attached material per branch of C. furcata was lower (p: 0.001). The amount of attached material to C. furcata in Branco River was lower. In general, the amount of attached material on the macrophytes in lotic environments may be positive, negative or neutral to the macrophytes and may be associated with the complexity of the macrophytes architecture. However, in this study, the relationship between the species of aquatic macrophytes evaluated and the attached material is neutral, so that these species can only be considered as a substrate for the accumulation of attached material, not having a positive or negative relation with this material. / CNPq: 130835/2016-1

Made available in DSpace on 2017-07-10T18:08:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gustavo H F dos Santos.pdf: 2924329 bytes, checksum: 74a03389110637af2cd08afee90b23ec (MD5) Previous issue date: 2012-02-16 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The main objective of this study was to evaluate the types of biosorption mechanisms involved in the removal of copper, zinc and cadmium divalent ions by dead Egeria densa macrophyte biomass. Batch adsorption experiments, consisting of mixtures of 0.3 g biomass and 50 mL metal solution were performed at initial pH 5, and under constant temperature (50 oC) and shaking conditions. The PIXE analytical technique was applied to determine the metal concentration in aqueous and solid phases. All PIXE measurements were performed at the Ion Beam-based Material Analysis Laboratory of the Physics Institute of the São Paulo University. Preliminary to adsorption experiments, the point of zero charge assigned to E. densa biosorbent was determined to be at a 5.0-6.5 pH value range. From metal speciation diagrams, the Cu, Zn, Cd and Ca divalent ions are expected to be majorities below the pH values of 5, 6, 8, and 10, respectively, whereas above these pH regions other metal compounds are mainly expected. As confirmed by measured pH values of 5.0 ± 0.2 at all experiments of adsorption and desorption, E. densa biosorbent submerged in each metal solution has exhibited zero net electrical charge on its surface, indicating that the removals of Cu²+, Zn²+, and Cd²+ and the desorption of these metal ions should be mainly performed by the ion exchange mechanism. According to the mass balance analysis performed for each metal adsorption experiment, the ion exchange process was confirmed to be the main mechanism for the metal removal and desorption by the E. densa biosorbent. At pH value of 5 the E. densa biosorbent surface shows a behavior of ion exchanger. / O objetivo principal deste trabalho foi avaliar os mecanismos de biossorção envolvidos na remoção dos íons cobre, zinco e cádmio pela macrófita aquática Egeria densa inativa. Experimentos de sorção monocomponente foram realizados em sistema batelada, misturando 0,3 g do biossorvente com 50 mL de solução metálica, com pH inicial 5,0, sob agitação constante e temperatura controlada em 30°C, em uma incubadora refrigerada com agitação. A determinação da concentração das espécies iônicas nas fases líquida e sólida foi realizada pela técnica espectroscópica PIXE (Particle Induced X-ray Emission). As medidas foram realizadas no Laboratório de Análise de Materiais por Feixes Iônicos do Instituto de Física da USP. Foram realizados experimentos para determinação do ponto de carga zero (pHPCZ) da biomassa e elaborados diagramas de especiação dos metais. O pHPCZ da macrófita Egeria densa foi encontrado na faixa entre 5,0 a 6,5. Por meio de diagramas de especiação, observou-se que as formas iônicas Cu²+, Zn²+, Cd²+ e Ca²+ são predominantes nas faixas de pH entre 0 - 5,0; 0 - 5,0; 0 - 8,0 e 0 - 10,0, respectivamente. O pH final medido em todos experimentos de biossorção e de regeneração da biomassa, foi em média de 5,0 ± 0,2. Desta forma, nos experimentos de sorção, os íons cobre, zinco, cádmio e cálcio encontravam-se na forma divalente. Nas condições operacionais utilizadas, a biossorção dos íons metálicos cobre, cádmio e zinco, pela macrófita Egeria densa, em pH inicial 5,0, ocorreu principalmente pelo mecanismo de troca iônica, com os cátions cálcio, sódio e potássio. Na regeneração da macrófita utilizando solução de CaCl2, também foi verificado que o mecanismo envolvido neste processo foi de troca iônica. O processo de dessorção dos íons metálicos ocorreu, devido ao comportamento da biomassa ser equivalente a de um trocador iônico.

The contamination of heavy metals in the environment is a looming concern worldwide. Egeria densa (Planch) (Submerged aquatic plant) from two ponds: Site A with co-ordinates (32º 48’22.04”S; 26°48’58.79” E) and Site B with co-ordinates (32°48’33.25”S; 26°48’33.25”S) in Alice (Eastern Cape) was evaluated for its ability to absorb heavy metals, phytochemical constituents, antimicrobial activity and ultra-structure using standard analytic procedures. Cadmium (Cd), copper (Cu), iron (Fe), lead (Pb), manganese (Mn), and zinc (Zn) were measured in water, sediments and plant. The concentrations of these metal elements were determined with use of Inductively Coupled Plasma- Optical Emission Spectrometry (ICP-OES). In sediments, the heavy metals (mg/kg) decreased in the order of their average concentration as follows: Fe (40.320) > Zn (1.259) > Pb (0.564) > Mn (0.186) > Cu (0.037) in Pond 1 whereas in Pond 2 Fe (61.527) > Cd (0.999) > Mn (0.648) > Pb (0.586) > Zn (0.156) > Cu (0.045). The highest concentration of Fe was detected in both sites and Cu being the least. The concentrations of the metals in the plants sample (from Pond 1) were found in order of Mn > Pb > Cu > Fe whereas cadmium and zinc were not detected, while the concentration in Pond 2 decreases in order of Zn > Mn > Pb > Cd > Fe > Cu. In the water samples, concentrations of heavy metals (mg/L) decreased in the order of their average concentrations as follows: Pb (35.36) > Fe (3.07) > Mn (0.238) > Cu (0.104), both cadmium and zinc were below the limit of detection in Pond 1, whereas in Pond 2 the concentrations decreased as follows: Pb (13.033) >Fe (1.69) > Cu (0.270) > Mn (0.248) > Cd (0.004) and Zinc was not detected. Phytochemical analyses of the plant extracts revealed the presence of phenols, flavonoids, proanthocyanidin, flavonols, saponins, alkaloid and tannins in all the extracts (water, acetone and n-hexane). Both acetone and water extracts, showed high concentration of proanthocyanidin, while tannin was the lowest in acetone extract. Antimicrobial evaluation using, Gram positive (Staphylococcus aureus, Bacillus pumilus, Bacillus cereus, Streptococcus pyogenes, Enterococcus faecalis) and Gram negative (Klebsiella pneumonia, Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Proteus vulgaris and Serratia marcescens) bacteria showed negative results for all the strain, except Streptococcus pyogenes which was inhibited at MIC of 0.1 mg/ml. Scanning electron microscopy (SEM) of ultra-structure of Egeria densa, showed that certain bacteria attached to the leaf, However more work has to be done on E. densa to verify the mechanism by which it accumulates heavy metals. The study shows that E. densa has a potential of accumulating heavy metals especial Manganese in plant.