Cianobactérias são microrganismos capazes de produzir substâncias com potencial biológico e biotecnológico. Tais substâncias podem acarretar em malefícios, causados pelas toxinas, ou ter em sua composição substâncias benéficas como carotenoides, lipídeos e enzimas, de interesse biotecnológico. Assim, esse trabalho teve como objetivo avaliar a toxicidade e prospectar componentes presentes na biomassa global da cianobactéria Microcystis aeruginosa BB005. A toxicidade foi avaliada através de bioensaios com Daphnia magna, e a biomassa seca foi caracterizada por análises dos ésteres metílicos de ácidos graxos (EMAGs), determinação de carotenoides, obtenção do perfil proteico por eletroforese e hidrólise ácida de carboidratos. Também foi empregada uma metodologia de separação adsortiva por bolhas a fim de separar o pigmento ficocianina e enzimas de interesse biotecnológico (e.g. fosfatase alcalina e lipase) utilizando o sobrenadante de um cultivo. Apesar de ter sido possível quantificar a produção de toxinas pela cepa BB005, os ensaios ecotoxicológicos não permitiram estabelecer uma correlação entre a concentração de toxina e a imobilidade dos organismos. O perfil de EMAGs apresentou preponderância de PUFAs (ω-ácidos graxos) sendo que os linolenatos corresponderam a 25% do total. O teor de carotenoides encontrado durante a purificação dos lipídeos transesterificados e expresso como β-caroteno foi de 6,66 mg/g de biomassa seca. A eletroforese mostrou pelo menos 15 bandas distintas de proteínas e o perfil cromatográfico dos hidrolisados de carboidratos mostrou maior concentração do monossacarídeo glucose e de um dissacarídeo de glucose, possivelmente maltose. A separação de proteínas por espumação apresentou uma correlação direta entre fluxo de nitrogênio e a fração de espuma coletada. O fator de enriquecimento para a ficocianina foi de 41,69 utilizando fluxo de 20 mL/min de N2. Para a enzima fosfatase alcalina, os melhores resultados foram obtidos para o fluxo de 120 mL/min de N2, que apresentou fator de enriquecimento e de purificação de 5,25 e 2,85, respectivamente. Portanto, este trabalho demonstrou a importância de investigações sobre os componentes oriundos de M. aeruginosa, sobretudo dos EMAGs incomuns, a quantidade expressiva de carotenos e ainda da separação da ficobilina e de enzimas chave nos processos bioquímicos utilizando o processo por espumação. / Cyanobacteria are microorganisms able to produce substances with high biological and biotechnological potential. These substances may cause disorders because of the toxins or may be composed by beneficial substances such as carotenoids, lipids and enzymes of technological interest. Hence, the scope of the current research was centered in the toxicity evaluation or prospect the substances from the Microcystis aeruginosa cyanobacterium biomass – BB 005. Daphnia magna was used in the toxicity bioassays and the cyanobacterium dry biomass was characterized by the transesterified lipids analysis, carotenoid determination, electrophoretic profile for proteins and acid hydrolysis of polysaccharides. The foam fractionation methodology was performed to separate the phycocyanin pigment and enzymes (e.g. alkaline phosphatase and lipase), using the supernatant from a liquid culture of the cyanobacterium. Although it was possible to quantify the production of toxins by BB005 strain, the ecotoxicological tests have no establish a correlation between toxin concentration and the immobility of organism bodies.The methyl esters profile in which there was a large amount of PUFAs (ω-fatty acids) with 25% of linolenates. The carotenoid content found during the lipids transesterificaction, expressed as β – carotene, was 6.6 mg/g of dry mass. The electrophoresis indicated at least 15 distinct bands of proteins and the chromatographic profile from the native polymeric carbohydrates indicated higher concentration of monosaccharide glucose and a glucose disaccharide, possible maltose. Proteins separation through foaming showed a direct correlation between the nitrogen flow and the collected foam. The phycocianin enrichment factor was high, 41.69, at a 20 mL/min N 2 flow. While in the case of alkaline phosphatase the best result was attained in the 120 mL/min of N2 flow which lead to enrichment and purification factors equal to 5.25 and 2.85 respectively. Therefore, this research has demonstrated the importance of the investigation on compounds from the M. aeruginosa entire biomass, especially the methyl esters from less common and highly insaturated fatty acids, an expressive content of carotenoids and, furthermore, the separation of phycobillin and key- enzymes for biochemical processes, that were feasibly and primarily demonstrated in this experiment by the use of foaming procedure. / 5000

Os hidrocarbonetos monoaromáticos BTEX (benzeno, tolueno, etilbenzeno e xilenos) têm sido utilizados como solventes e estão presentes no ambiente, incluindo o ar, solo e água. Entre os componentes mais tóxicos estão o benzeno e o tolueno. Para uma correta avaliação do efeito desses contaminantes em águas é imprescindível a realização de estudos ecotoxicológicos. O objetivo deste trabalho foi estudar a toxicidade aguda e crônica dos hidrocarbonetos monoaromáticos por BTEX sobre os organismos testes Daphnia magna, Vibrio fischeri, Desmodesmus subspicatus e comparar os resultados com os limites definidos pelas legislações. Foram preparadas soluções aquosas em presença de metanol empregando-se padrões de BTEX-Mix, benzeno e tolueno (isolados). Essas soluções foram empregadas nos testes de ecotoxicidade conduzidos de acordo com metodologias padronizadas pela ABNT. Os resultados mostraram que para os testes com Daphnia magna os valores de CE50(48h) para BTEX-Mix, benzeno e tolueno foram, respectivamente, 1.187,27 μg.L-1, 73,23 g.L-1, 81,58 μg.L-1. Os testes com Desmodesmus subspicatus não apresentaram sensibilidade para o BTEX-Mix até 1000 μg.L-1 e foram obtidos os valores de CI(96h) para benzeno e tolueno, respectivamente, 197,90 g.L-1, 7.270 g.L-1. Com relação à utilização de metodologias padronizadas foi verificado que os ensaios com Daphnia magna apresentaram maior reprodutibilidade. Os resultados dos ensaios com Vibrio fischeri não apresentaram reprodutibilidade principalmente devido à volatilização das amostras. Comparações realizadas entre os valores das legislações e os resultados obtidos nos testes permitiram afirmar que, na maioria dos casos, os valores máximos permitidos estão abaixo do CE50 encontrado no estudo. Para descarte de efluentes em corpo receptor são preocupantes os valores estipulados quando o corpo receptor não possui grande capacidade de assimilar as altas cargas dos monoaromáticos. Para a Portaria 2914/2011 de consumo de água, o valor de 170 μg.L-1 está acima do CE50 e do CE10 encontrado para Daphnia magna, enquanto para a dessendentação de animais conforme o CONAMA 396/08 está abaixo. Os valores internacionais ambientais coincidem e estão abaixo dos valores encontrados, já as referências no Brasil para avaliação de passivos estão acima. / The hidocarbonetos monoaromatic BTEX (benzene, toluene, ethylbenzene and xylenes) have been used as solvents and are present in the environment, including air, soil and water. Among the most toxic components are benzene and toluene. For a correct evaluation of the effect of these contaminants in water is essential to carry out ecotoxicological studies. The objective of this work was to study the acute and chronic toxicity of monoaromatic hydrocarbons BTEX represented by tests on organisms Daphnia magna, Vibrio fischeri, Desmodesmus subspicatus and compare with the current laws. Aqueous solutions were prepared in the presence of methanol from patterns of BTEX-Mix, benzene, and toluene (isolated). These solutions were used to ecotoxicity tests according to standard procedures by ABNT. The results showed that in tests with Daphnia magna EC50 values (48h) for BTEX (mix), benzene and toluene were respectively 1187.27 μgL-1, 73.23 μgL-1, 81.58 μgL-1. Tests with Desmodesmus subspicatus showed no sensitivity to the BTEX (mix) until 1000 μgL-1 were obtained and the values of CI (96h) for benzene and toluene, respectively, 197.90 μgL-1, 7,270 μgL-1. With respect to the use of standardized methodologies been found that Daphnia magna assays showed higher reproducibility. The results of tests with Vibrio fischeri showed no reproducibility principally due to volatilization of the samples. Comparisons between the values of laws and the results obtained in tests enabled state that in most cases the maximum allowed values are below the EC50 found in the study. For disposal of effluent in the receiving body are disturbing the values stipulated when the receiver does not have great body ability to absorb the high loads of monoaromatic. For Ordinance number 2914/2011 of water amounts to 170 μgL-1. It is above the EC50 and EC10 found for Daphnia magna, while for tooth loss of animals as CONAMA 396/08 is below. The international environmental values coincide and are below the values found in the references already in Brazil for evaluation of liabilities are above.

A crescente taxa de urbanização com descarga de esgoto sem tratamento prévio nos ecossistemas aquáticos e o aumento do uso de fertilizantes para desenvolvimento agrícola são causas da aceleração da floração de cianobactérias em águas de mananciais destinadas ao consumo humano. Cabe ao tratamento de água para abastecimento atender as especificações da legislação em relação à potabilidade necessitando remover as cianobactérias e suas toxinas. Este trabalho teve por objetivo estudar a utilização de bagaço de cana-de-açúcar in natura para adsorção de microcistina-LR da Microcystis aeruginosa em comparação com o carvão ativado. Foram realizados ensaios de adsorção a temperatura ambiente, com três concentrações iniciais de microcistina-LR: 3,83, 3,33 e 2,36 μg.L-1 no tempo total de 10 h, e a caracterização físico-química dos adsorventes para analisar a remoção da microcistina-LR. O desempenho da adsorção foi avaliado pela capacidade adsortiva e pela eficiência da remoção de toxina. Os resultados para o bagaço de cana-de-açúcar in natura não possibilitaram o alcance do limite inferior de concentração de microcistina de 1,0 μg.L-1 estabelecido na Portaria MS 2914/2011, porém, permitiram eficiência 8% maior de remoção da microcistina no bagaço de cana-de-açúcar comparado ao carvão ativado para maior concentração de adsorvato, mesmo apresentando área superficial de 1,28 m2.g-1 e superfície menos porosa e heterogênea que o carvão. A melhor taxa de remoção foi de 65%. de microcistina para concentração de 2,36 μg.L-1 no carvão ativado. Verificou-se também que o desempenho dos adsorventes foi melhor representado pelo Modelo da Isoterma de Freundlich do que pelo Modelo da Isoterma de Langmuir. De modo geral, a utilização do bagaço de cana-de-açúcar in natura para remoção de microcistina demonstra ser uma alternativa no tratamento de água comparado a outros adsorventes, porém, necessitando ser melhor estudada. / Increasing urbanization rate with untreated sewage discharge in aquatic ecosystems, and the increased use of fertilizers for agricultural development are causes of the acceleration of cyanobacterial bloom in water fountains which are intended for human consumption. It is important that the treatment for water supply meets the specifications of legislation for the potability that requires removing cyanobacteria and their toxins. This work aimed to study the use of in natura sugarcane bagasse for microcystin-LR adsorption of Microcystis aeruginosa compared to activated carbon. Adsorption experiments were carried out at room temperature with three initial concentrations of microcystin-LR: 3.83, 3.33 and 2.36 μg.L-1 total time of 10 h, and physico-chemical characterization of adsorbents analyzing the removal of microcystin-LR. The performance was evaluated by the adsorption capacity and adsorption by the toxin removal efficiency. The results for in natura sugarcane bagasse did not allow the scope of microcystin concentration lower limit of 1.0 μg.L -1 established in the MS 2914/2011, however, it allowed 8% higher efficient removal of microcystin in bagasse sugarcane compared to activated carbon to higher concentration of adsorbents, even with surface area of 1.28 m2.g-1 and less porous and heterogeneous surface than coal. The best removal rate was 65% microcystin concentration to 2.36 μg.L-1 on activated carbon. It was also found that the performance of adsorbents was best represented by the Freundlich Isotherm of Model than the Model Langmuir Isotherm. In general, the use of in natura sugar bagasse for removing microcystin proves to be an alternative water treatment compared to other adsorbents, however, it needs further studies.

No Brasil a lei ambiental vigente estabelece que os efluentes não possam causar efeitos agudo ou crônico para a biota dos corpos hídricos. No presente estudo foram avaliados os efeitos toxicológicos de amostras de água superficial e sedimento integral, de três locais três locais próximos a uma estação de tratamento de esgotos domésticos, coletadas em um rio na região de Curitiba, Estado do Paraná. As amostras foram submetidas a testes de toxicidade aguda e crônica, com os invertebrados aquáticos D. magna e C. sancticaroli. Além dos testes ecotoxicológicos, foram mensurados DBO, DQO, Fósforo Total, Nitrogênio Amoniacal Total, e Coliformes termotolerantes, com as amostras de água superficial. A composição do sedimento integral foi avaliada com a Espectrometria de Fluorescência de Raios-X por Energia Dispersiva (EDXRF), para a determinação dos elementos químicos presentes nestas amostras. Os resultados das análises de DBO, DQO, Fósforo total, Nitrogênio amoniacal total, e Coliformes termotolerantes, demonstraram que possivelmente ocorreu a contaminação da água superficial por esgoto doméstico, para as amostras analisadas nas 3 campanhas. A composição dos sedimentos é compatível com os tipos de solos presentes nos respectivos locais, porém houve variação quantitativa de elementos como o silício, alumínio e ferro no decorrer das campanhas, parecendo não influenciar diretamente nos testes. Os resultados dos testes para toxicidade aguda com matriz água e sedimento não expressaram toxicidade para D. magna e C. sancticaroli. Para os testes de toxicidade crônica com água superficial, o efeito observado foi o acréscimo da reprodução em D. magna. Aspectos como letalidade e a ausência do desenvolvimento da maturidade sexual foram verificados em amostras puras, provenientes do ponto próximo da ETE em todas as campanhas, após 10 dias de teste para D. magna. As amostras de sedimento integral não promoveram letalidade nos Daphnideos, entretanto ocorreu o acréscimo da reprodução. Para C. sancticaroli, exposto ao sedimento integral, ocorreu o desenvolvimento anormal do comprimento dos organismos, emergindo em adultos até o 8o dia de teste crônico. / In Brazil the environmental law in force establishes that wastewaters can not cause acute or chronic effect to the water bodies’ biota. In the present study were evaluated the ecotoxicological effects of surface water and whole sediment samples, from three sites located nearby a wastewater treatment plant, that were collected from a river in the region of Curitiba, state of Paraná. The samples were submitted to acute and chronic toxicity tests, utilizing the aquatic invertebrates D. magna and C. sancticaroli. Besides the ecotoxicological tests, BOD, COD, Total Phosphorus, Total Nitrogen Ammonia and Thermotolerant coliforms were measured from the surface water samples. The whole sediment composition was evaluated by Energy-dispersive X- Ray Fluorescence Spectrometry (EDXRF) to determine chemical elements present in these samples. The BOD, COD, Total Phosphorus, Total Nitrogen ammonia, and Thermotolerant coliforms analysis’ results possibly demonstrated surface water contamination by domestic sewage, for the samples analyzed in 3 campaigns. The sediment composition is compatible with the kinds of soils present in the respective sites, however there were quantitative variation of chemical elements during the campaigns, such as silicon, aluminum and iron, not seeming to directly influence the tests. The test results for acute toxicity with water and sediment matrix have not expressed toxicity to D. magna and C. sancticaroli. For chronic toxicity tests with surface water, the observed effect was the reproduction increase in D. magna. Aspects such as lethality and the absence of sexual maturity development were observed in pure samples accruing from the nearest point of the WTP in all campaigns, after 10 test days for D. magna. The whole sediment samples have not promoted lethality in Daphnideos, although a reproduction increase occurred. For C. sancticaroli, exposed to the whole sediment, an abnormal length development of the organisms occurred, emerging in adults until the 8th chronic test day.

O grupo de organoclorados, Bifenilas Policloradas (PCBs) é de difícil degradação e persistente no meio ambiente, tendo sido associado a diversos problemas nos organismos devido ao potencial toxicológico. Biodegradação constitui uma ferramenta eficaz e barata para remoção destes contaminantes do ambiente. O isolado RHA1 (fcb) de Rhodococcus sp. foi geneticamente construído com a introdução do operon de degradação hidrolítica de 4-clorobenzoato (fcb) para evitar a formação de produtos tóxicos durante a degradação de ácidos clorobenzóicos. Com o intuito de se obter informações sobre o processo adaptativo do recombinante Rhodococcus sp. isolado RHA1 (fcb) em substratos contendo PCBs, foram feitos dois ensaios avaliando-se a sobrevivência e o crescimento deste isolado. Rhodococcus sp. isolado RHA1 (fcb) foi inoculado (104 células.g-1) em substrato turfoso previamente irradiado a 50 KGy, contendo ou não 200 mg.Kg-1 de bifenilo. Em outro ensaio, além do recombinante, as bactérias Escherichia coli e Arthrobacter sp. foram inoculados em sedimento coletado na região do Estuário de Santos, contendo PHAs e PCBs, também irradiado (50 KGy). O crescimento das bactérias em ambos os substratos foi monitorado através de contagem de Unidades Formadoras de Colônias (UFCs). Algumas colônias eram selecionadas aleatoriamente para extração de DNA, detecção do operon fcb através de amplificação por PCR e sequenciamento do gene 16S rRNA. Aumento no número de UFCs nos tratamentos inoculados com o recombinante foi observado até 150 dias no ensaio com substrato turfoso e 70 dias na amostra ambiental. Entretanto, houve queda no número de UFCs após os 10 dias nos tratamentos inoculados com E. coli e Arthrobacter sp. Os genes fcbA e fcbB do operon fcb foram detectados nas colônias isoladas dos tratamentos inoculados com o isolado RHA1 (fcb) em ambos os substratos. A análise das seqüências pertencentes às colônias isoladas do tratamento inoculado com o isolado RHA1 (fcb) feita através de BLAST nos sites do NCBI e Ribossomal Database Project, apresentou 99% de identidade com a seqüência do gene ribossomal 16S de Rhodococcus sp. isolado ZC–3 (AM076672.1). Somente as seqüências referentes ao tratamento inoculado com E. coli foram analisadas, as quais apresentaram 99% de identidade com a seqüência do gene ribossomal 16S de E. coli isolado K-12 MG 1655 (U00096.2). Estes resultados sugerem que Rhodococcus sp. isolado RHA1 (fcb) cresce na turfa irradiada (até 150 dias) na presença e ausência de PCB e nesta amostra de sedimento irradiada (até 70 dias), com aparente estabilidade do operon fcb durante este período e nestas condições. A possível presença dos genes fcbB e fcbA em bactérias nativas crescidas em meio K1 com ácido 4- clorobenzóico isoladas do sedimento antes da irradiação, sugere a presença de bactérias do local com potencial biodegradador deste composto. / The group of organochlorates Biphenyl Polychlorates (PCBs) is of difficult degradation and persistent in the environment, being associated to several problems in the organisms due to its toxicological potential. The isolate RHA1 (fcb) from Rhodococcus sp. was genetically built with the introduction of the operon of hydrolytic degradation 4-chlorobenzoate (fcb) to avoid the formation of toxic products during the degradation of chlorobenzoic acids. In order to obtain information about the adaptative process of the recombinant Rhodococcus sp. isolate RHA1 (fcb) in substrates containing PCBs, two essays were made evaluating the survival and growth of this isolate. Rhodococcus sp. isolate RHA1 (fcb) was inoculated (104 cells.g-1) in peat substrate previously irradiated with 50 kGy, with and without 200 mg.kg-1 of biphenyl. In another essay, besides of the recombinant, the bacteria Escherichia coli and Arthrobacter sp. were inoculated in soil, also irradiated (50 kGy), from the Estuário de Santos region containing PHAs and PCBs. The growth of the bacteria in both substrates was monitorated counting the Colony Forming Units (CFUs). Some colonies were selected randomly for DNA extraction, fcb operon detection through PCR, and sequencing of the 16S rRNA gene. Rising in the number of CFUs in the recombinant inoculated treatments was observed until 150 days in the essay with peat substrate, and until 70 days in the environmental sample. Nonetheless, there was a reduction in the number of CFUs after 10 days in the treatment inoculated with E. coli and Arthrobacter sp. The genes fcbA and fcbB from the operon fcb were detected in the isolated colonies of the treatments inoculated with the isolate RHA1 (fcb) in both substrates. The analysis of the sequences belonging to the colonies isolated from the treatment inoculated with the isolate RHA1 (fcb) through BLAST in the NCBI and Ribosomal Database Project sites showed 99% identity with the sequence of the gene 16S ribosomal from Rhodococcus sp. isolate ZC-3 (AM076672.1). Only the sequences referring to the treatment inoculated with E. coli were analyzed, which showed 99% identity with the sequence of the 16S ribosomal gene from E. coli isolate K-12 MG 1655 (U00096.2). These results suggest that Rhodococcus sp. isolate RHA1 (fcb) grows in the peat irradiated (until 150 days), in the presence and absence of PCB and in this irradiated sediment sample (until 70 days), with apparent stability of the fcb operon during this period and in these conditions. The possible presence of the fcbA and fcbB genes in native bacteria grown in K1 medium with 4-chlorobenzoate acid isolated from sediment before irradiation suggests the presence of native bacteria with biodegradation potential of this compound.

A Universidade de São Paulo (Instituto de Química e Faculdade de Ciências Farmacêuticas) e FUNDACENTRO têm desenvolvido um projeto nos pólos de fabricação de peças de torneiras e registros de Loanda/PR, visando a avaliação do ambiente de trabalho. Considerando as etapas do processo de fundição de latão para a confecção dos produtos, há a presença de fumos metálicos, provenientes da fundição e vazamento, que podem acarretar na intoxicação dos trabalhadores e, conseqüentemente, faz-se necessária a avaliação do risco ocupacional. Esta avaliação consiste da caracterização das partículas através da determinação de seus constituintes em massa por volume de ardo ambiente de trabalho. A concentração para particulados é expressa em µg m-3. Para isso, foi aplicada metodologia específica e reconhecida do National Institute of Organization Safety (NIOSH), a qual recomenda a utilização de espectrometria de emissão óptica com plasma acoplado indutivamente (ICP OES) para a determinação de As, Cd, Mn, Ni e Pb em amostras de ar. Foi proposta uma alternativa utilizando a voltametria de acumulação com redissolução anódica com eletrodo de gota pendente de mercúrio para a determinação de Cd e Pb, além da voltametria adsortiva com redissolução catódica com o mesmo eletrodo para Ni e voltametria de redissolução catódica com eletrodo de diamante dopado com boro para Mn, sendo que utilizou-se onda quadrada para a obtenção de todos os voltamogramas. De acordo com os resultados obtidos, foram propostas alterações tecnológicas no processo e adequação dos equipamentos de proteção no intuito de proteger a saúde e o bem estar dos trabalhadores, bem como evitar danos ao meio ambiente. / The Universidade de São Paulo, Instituto de Química e Faculdade de Ciências Farmacêuticas (University of São Paulo, Institute of Chemistry and Pharmaceutical Sciences College) and FUNDACENTRO have developed a project at the manufacturing facilities of stopcocks and faucet parts in Loanda/PR, aiming the evaluation of workplaces. Considering the stages of the brass foundry process in manufacturing those products, there are metallic fumes, originating from metal melting and pouring, which can result in human intoxication and, therefore, it is necessary to make an assessment of the occupational exposure. This assessment consists of collecting the particulate, measuring the mass of the contaminant, and then calculating the concentration by dividing the mass by the volume of sampled air. For particulates, concentration is expressed as µg m-3. For this assessment, it was applied a specific and recognized method of the National Institute of Organization Safety Health (NIOSH) which recommends the use of the technique of inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP OES) to determine As, Cd, Mn, Ni and Pb in air samples. It was proposed an alternative method using the anodic stripping voltammetry with hanging mercury drop electrode (HMDE) to determine Cd and Pb, in addition to cathodic adsorptive stripping voltammetry with HMDE to determine Ni and cathodic stripping voltammetry with boron-doped diamond electrode to determine Mn. For these procedures were used square wave voltammetry to record all the voltammograms. According to the results of this work, we proposed technological changes in the production process and the adequacy of protection equipment in order to protect the health and well-being of workers, as well as to avoid damages to the environment.

A produção intracelular e ativação do oxigênio molecular em suas espécies reativas é uma constante ameaça aos organismos fotossintéticos, uma vez que os cloroplastos, juntamente com as mitocôndrias, são compartimentos celulares altamente susceptíveis ao estresse oxidativo. Em condições normais, a geração das EROs nestas organelas é lenta e controlada, embora possa ser exacerbada pela exposição a agentes poluentes, tais como metais e poluentes orgânicos. A contaminação por metais é uma importante fonte de estresse oxidativo em sistemas biológicos, a resistência dos organismos fotossintéticos ao estresse metálico deve-se a adaptações bioquímicas que previnam o desequilíbrio oxidativo. Nesta dissertação investigamos os efeitos dos íons Cd2+ na microalga Minutocelluspolymorphus. A microalga mostrou-se sensível ao Cd2+ devido a um aumento significativo na mortalidade celular quando sob exposição. Através de várias exposições, o valor da IC50 do Cd2+ para a microalga foi de 0,14 mmol.L-1. As respostas dos principais sistemas antioxidantes enzimáticos e não enzimáticos também foram avaliadas. Após 48 horas de exposição a Cd2+, as células apresentaram aumentos de atividade das enzimas SOD, CAT e GST em 3,5, 6,2 e 2 vezes respectivamente. Esta exposição também provocou a redução da atividade da enzima GR em 28 %. Neste sentido, os níveis de GSH também foram alterados, apresentando uma redução de 60 % quando sob exposição ao metal. Contudo, não houve alteração na atividade da enzima GPx. A partir das informações obtidas neste trabalho, conclui-se que Cd2+ é tóxico à M. polymorphus, sendo forte indutor do estresse oxidativo às suas estruturas celulares da microalga, causando alteração em seu perfil antioxidante, podendo ser utilizadas como biomarcadores para exposição de Cd2+ em condições controladas. O presente trabalho contribui, portanto, para uma maior elucidação dos componentes bioquímicos e moleculares de processos adaptativos em microalgas marinhas. / The intracellular production and activation of molecular oxygen to reactive species is a constantly threat to photosynthetic organisms once chloroplasts and mitochondria are cellular compartments highly liable to oxidative stress. In normal conditions the generation of ROS on this organelles is slow and controlled although can be exacerbated by the exposure to pollutants agents as metals and organic pollutants. Contamination by metals is an important source of oxidative stress in biological systems, the resistance of the photosynthetic organisms to this stress due to biochemical adaptations that prevent oxidative imbalance. In this work, we investigated the effects of Cd2+ ions on microalgae Minutocellus polymorphus. The microalge showed sensible to Cd2+ effects due to significant increase on cellular death when exposed. Through several exposures, the value of IC50 was determined as 0.14 mmol.L-1. The responses of major antioxidant systems both enzymatic and non-enzymatic were also evaluated. After 48 hours of exposition to Cd2+, the cells showed increases of antioxidant enzymes SOD, CAT and GST in 3.5, 6.2 and 2 times respectively. This exposure also significantly decreased enzyme GR activity by 28 %. In this way, GSH levels were also changed, with a reduction of 60% when under exposure to metal. However, there was no change in the activity of GPx enzyme. From the information obtained in this work, we conclude that Cd2+ is toxic to M. polymorphus, being strong inducer of oxidative stress to their cellular structures, causing the consequent change in antioxidant profile that can be used as biomarkers that can be used as biomarkers of Cd2+ exposure on controlled conditions. This study therefore contributes to a further elucidation of the biochemical and molecular components of adaptive processes in marine microalgae.

Este estudo foi realizado na safra 2002/2003 quando foi avaliado os níveis de endosulfan e seus principais produtos de transformação numa área agrícola localizada na cabeceira de uma microbacia do município de Aguaí-SP. Os objetivos específicos foram: (i) avaliar a movimentação do endosulfan e seus principais transformação no solo sob a cultura do algodão (áreas submetidas à aplicação), (ii) avaliar sua transferência de compartimento (transporte para o solo sob milho e braquiária, adjacentes às áreas aplicadas, e para os corpos aquosos - nascente, lago, córrego jusante e poço), (iii) avaliar os resíduos de endosulfan e seus produtos de transformação nos peixes do açude e (iv) predizer, através de modelagem matemática, a concentração de endosulfan passível de atingir o corpo d\'água e a largura mínima da faixa de contenção (mata ciliar) para impedir a chegada dos produtos no lago. Para tanto, foram realizadas amostragens de solo, sedimento, água dos corpos hídricos e da enxurrada e de peixes, durante sete meses, nas quais foram realizadas análises de α- e β-endosulfan, endosulfan sulfato e endosulfan diol. As análises foram efetuadas por cromatografia gasosa com detecção por espectrometria de massa. Para prever a concentração do produto passível de atingir o açude, tanto associada ao sedimento como na forma livre, foi realizada uma modelagem matemática com base nas propriedades físico-químicas do produto e nas condições edafoclimáticas e de manejo da área estudada. Pôde-se concluir que: (i) o endosulfan e seu produto de transformação endosulfan sulfato não apresentam potencial de lixiviação no solo nas condições estudadas; (ii) a persistência do endosulfan no campo é menor em relação aos estudos de laboratório, sendo que o isômero alfa é o que apresenta a mais rápida degradação e o principal produto de transformação do endosulfan no solo é o endosulfan sulfato; (iii) a principal via de transporte do endosulfan e do endosulfan sulfato no ambiente é o escoamento superficial; (iv) o endosulfan e seus produtos de transformação são transportados associados as micropartículas de solo (\"resíduo-ligado\"); (v) quando a aplicação segue as recomendações estabelecidas pelo fabricante, o produto somente apresenta potencial para atingir áreas adjacentes se houver caminhamento da enxurrada para estas áreas; (vii) o endosulfan e seus produtos de degradação, em sua fase de \"resíduo-ligado\", não apresentam efeito agudo e bioacumulação para as espécies de lambari (Astyanax sp.) e tilápia (Oreochroms sp.) da área nas concentrações observadas neste estudo e (viii) pela modelagem matemática, dentro das condições estudadas, 40 metros de faixa de contenção seria suficiente para impedir a chegada do endosulfan e do endosulfan sulfato nos corpos d\'água, desde que não houvesse fluxo preferencial de enxurrada. / The study was carried out during 2002/2003, and its objective was to evaluate the levels of endosulfan and its main transformation products in a fanning area located at the head of a small valley close to the town of Águaí, SP, Brazil. The specific objectives were: (i) to evaluate the dynamics of endosulfan and its main transformation products in the soil beneath a crop of cotton (areas treated with endosulfan), (ii) to evaluate the transfer of endosulfan among various locations [transport from the applied areas into the adjacent areas cultivated with maize (Zea mays) and brachiaria (Brachiaria spp.), and into various bodies of water - a spring, a lake (pond), a small flowing stream and a well], (iii) to evaluate the presence of the residues of endosulfan and its transformation products on fish in the lake and (iv) to predict, using mathematical modeling, the endosulfan concentration able to reach the lake and the minimum width buffer zone (containment strip or riparian vegetation) needed to avoid the arrival of the pesticide in the lake. In order to achieve this, representative samples of the following types were collected - soil, sediment, fish, water from the spring, the pond, the stream and the well, as well as from the runoff. Samples were collected during a period of seven months, and were analyzed for α- and β-endosulfan, endosulfan sulfate and endosulfan diol. The analyses were performed by gas chromatography, with mass spectrometric detection. Mathematical approach was employed to predict the concentration of endosulfan that could reach the lake, and in which form it would be present (free or sorbed to soil microparticles). Input data for the model were the physical-chemical properties of endosulfan, the local soil and climatic conditions, and the management of the study area. It was possible to conclude that: (i) endosulfan and its transformation products endosulfan sulfate do not present potential leaching in the soil profile; (ii) the persistence of endosulfan in the field is shorter than has been found in laboratory studies, α-endosulfan is degrades more rapidly than β-endosulfan and endosulfan sulfate is the main transformation product; (iii) runoff is the principal transport mechanism for endosulfan and endosulfan sulfate in the environment; (iv) the transformation products are transported by attachment to microparticles of soil (\"bound residues\"); (v) when the application of endosulfan follows the recommendations of the manufacturer, the compound is only likely to reach adjacent areas if there is a runoff into these areas; (vii) the products, in the \"bound residue\" form, do not produce acute effects and bioaccumulation in the species of fish lambari (Astyanax sp.) and tilapia (Oreochroms sp.) from the area, and (viii) the modeling has established that, within the conditions of the study, a 40 m wide containment strip is sufficient to prevent the appearance of endosulfan and endosulfan sulfate in bodies of water, considering that there is no prefential flow of runoff water.

O rio Corumbataí possui importância regional pois suas águas têm potencial para abastecer os municípios de Analândia, Corumbataí, Rio Claro e Piracicaba. O consumo para fins de abastecimento doméstico, recreação, irrigação e proteção da vida aquática exige que os padrões de qualidade de suas águas sejam atendidos. Apesar disso, em alguns pontos apresenta queda da qualidade da água, com teores de fósforo, alumínio, cobre, mercúrio, manganês, turbidez, DBO e coliformes fecais acima dos limites estabelecidos pela Resolução CONAMA 20/86. As amostras de água e sedimento coletadas em sete pontos ao longo do rio Corumbataí foram testadas quanto à toxicidade aguda e crônica, utilizando organismos indicadores como o cnidário Hydra attenuatta, os cladóceros Daphnia magna e Daphnia similis, a alga unicelular Selenastrum capricornutum e bulbos de Allium cepa. Testes de toxicidade aguda conduzidos com elutriato utilizando-se Daphnia magna e Daphnia similis, demonstraram indícios de toxicidade em maior número de locais que as amostras de sedimento total. Testes de toxicidade aguda e crônica da água conduzidos com os cladóceros permitiram a identificação de toxicidade nas estações de amostragem Analândia Montante, Analândia Jusante, Corumbataí Jusante, Rio Claro Montante e Piracicaba. Em teste com Allium cepa exposto à água e ao sedimento, não foi observada toxicidade e na maioria das amostras houve promoção do crescimento devido ao incremento de fósforo e nitrogênio pela entrada de esgoto no sistema. Nas amostras de água e sedimento o índice mitótico das células das raízes apresentou redução das divisões celulares no sentido montante-jusante do rio. A análise do sulfeto volatilizável por acidificação (SVA) e de metais simultaneamente extraídos (MSE) dos sedimentos mostrou excesso de metais, que podem estar relacionados com a toxicidade observada nos testes agudos e crônicos realizados. Enquanto o estudo das variáveis físicas e químicas e a análise das formas nitrogenadas (amônia total) foi relacionado com a formação de amônia não-ionizada, biodisponibilidade de metais e redução do oxigênio dissolvido, a análise granulométrica do sedimento mostrou que os locais Rio Claro Montante e Piracicaba, comparados com as demais estações de amostragem, apresentaram maior capacidade de reter contaminantes devido aos maiores teores de argila e de matéria orgânica. Concluímos que os organismos mais indicados para análise da toxicidade da água e sedimento foram Daphnia magna e Daphnia similis, os quais apresentaram boa correspondência com a contaminação por metais. / The River Corumbataí possesses regional significance therefore its water has potential to supply the cities of Analândia, Corumbataí, Rio Claro and Piracicaba, in state of São Paulo, Brazil. The consumption for ends of domestic supplying, recreation, irrigation and protection of aquatic life demands that the standards of quality of its water are attended. Despite of that, the water presents, in some points, lack of quality, with contents of phosporus, aluminum, copper, mercury, manganese, turbidity, dissolved oxygen and coliforms above the limits established by the Resolution CONAMA 20/86. The samples of water and sediment collected in seven points of River Corumbataí were tested for acute and chronic toxicity using test organisms, as the cnidarian Hydra attenuatta, the cladocerans Daphnia magna and Daphnia similis, the unicellular green alga Selenastrum capricornutum, and onions Allium cepa. Acute toxicity tests led with elutriate using Daphnia magna and Daphnia similis showed indication of toxicity in a larger number of localities than the samples of total sediment. Acute and chronic toxicity tests of water led with cladocerans permitted of identifying toxicity in the sample stations of Analândia upstream and downstream, Corumbataí downstream, Rio Claro upstream, and Piracicaba. In tests performed with Allium cepa exposed to water and occurred increase of growth, due to the increment of phosphorus and nitrogen that had appeared by the sewer entrance of the system. In the samples of water and sediment, the mitotic index of the cells of the roots presented reduction of cellular divisions in the direction upstream-downstream of the river. The analysis of acide volatile sulfide (AVS) and simultaneously extracted metal (SEM) of the sediments showed excess of metals, that can be related with the toxicity observed in the acute and chronic toxicity tests perfomed. While the study of physical and chemical variables and the analysis of ammonia was related with un-ionized ammonia, bioavailability of metals and reduction of dissolved oxygen, the grain sized profile showed that localities Rio Claro upstream and Piracicaba, compared with the others sample stations, presented greater capacity to retain contaminants, due to larger contents of clay and organic matter. Concluding, we accept as true that the most appropriate organisms for analysis of toxicity of water and sediment are Daphnia magna and Daphnia similis, which presented good correspondence with the contamination by metals.

Orientadores: Cassiana Maria Reganhan-Coneglian, Gisela de Aragão Umbuzeiro / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Tecnologia / Made available in DSpace on 2018-08-27T02:20:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Spadotim_RegisFernando_M.pdf: 4096362 bytes, checksum: 0bd54b47a22f2ac240c18ef0d54ff13a (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: O ribeirão Pires é o principal afluente do ribeirão Pinhal, manancial utilizado na captação de águas para distribuição à população de Limeira, SP. Estudos anteriores realizados na micro bacia do ribeirão Pinhal apontaram toxidade aguda apenas nas águas do ribeirão Pires, para o organismo-teste Ceriodaphnia dubia. Desta forma torna-se importante conhecer as fontes de contaminação, bem como seus contaminantes para assegurar água de qualidade para o município. No presente trabalho realizou-se a avaliação ecotoxicológica mediante testes de toxidade aguda e crônica de amostras de água superficial coletadas no ribeirão Pires, e identificação da toxidade utilizando o estudo de Avaliação e Identificação da Toxidade (AIT). O princípio desse método baseia-se no fracionamento das amostras por meio de uma série de processos físicos e químicos, objetivando eliminar ou separar grupos de compostos para verificação de seu potencial tóxico. Para realização do AIT utilizou-se os organismos-testes Ceriodaphnia dubia e Daphnia similis, mediante testes de toxidade aguda, após a manipulação das amostras verificou-se a redução significativa da toxicidade com tratamento em coluna C18 em pH 9 e quelação com EDTA. Estes tratamentos de AIT (Fase I) apontaram respectivamente, compostos orgânicos não polares, além de metais catiônicos como responsáveis pela toxidade aguda. Manipulações da Fase II utilizando espectrofotometria ICP-MS permitiram identificar o zinco em concentrações entre 270-1330 µg L-1. A caracterização e confirmação de compostos orgânicos nem sempre é necessária, visto que em alguns casos somente a classe dos compostos tóxicos pode fornecer informações suficientes para determinar o tratamento apropriado ou opções de controle da fonte da toxicidade. De acordo com os resultados obtidos nas análises, pode-se concluir que o zinco foi o principal agente responsável pela toxicidade das amostras coletadas no ribeirão Pires, para os organismos testados e a provável ocorrência de outros contaminantes / Abstract: The stream Pires is the main tributary of the stream Pinhal, source used in water catchment for distribution to the population of Limeira, SP. Previous studies in micro basin stream Pinhal pointed acute toxicity only in stream Pires of water to the organism Ceriodaphnia dubia. Thus it is important to know the sources of contamination and its contaminants to ensure quality water for the city. In the present work to review ecotoxicological by acute and chronic toxicity tests of surface water samples collected in the stream Pires and identification of toxicity study using the Toxicity Identification and Evaluation (TIE). The principle of this method is based on the fractionation of the samples through a series of physical and chemical processes in order to eliminate or separate groups of compounds to check their toxic potential. To perform the TIE was used the organism Ceriodaphnia dubia and Daphnia similis by acute toxicity tests after handling the samples there was a significant reduction in toxicity with treatment C18 column at pH 9 and chelation with EDTA. These treatments TIE (Phase I) indicated respectively nonpolar organic compounds, and cationic metal responsible for acute toxicity. Manipulations of Phase II using spectrometry ICP-MS permitted the identification zinc at concentrations of 270-1330 µg L-1. The characterization and confirmation of organic compounds is not always necessary because in some cases only the class of toxic compounds can provide sufficient information to determine the appropriate treatment or control options of the toxicity source. According to the analysis results, it can be concluded that zinc is the primary agent responsible for the toxicity of the samples collected in stream Pires for the tested organisms and the likely occurrence of other contaminants / Mestrado / Tecnologia e Inovação / Mestre em Tecnologia