O crescimento acelerado da aqüicultura no estado de São Paulo, ou seja, a implantação de pesque-pagues e pisciculturas pode estar causando uma série de problemas ambientais. A contribuição para o processo de eutrofização é uma das conseqüências desses empreendimentos, pois tanto os tanques utilizados na piscicultura como os afluentes em torno desses estabelecimentos, estão sendo eutrofizados pelo excesso de nutrientes. Uma das conseqüências da eutrofização é o aparecimento de florações de cianobactérias, e a principal preocupação está nas toxinas liberadas por estas cianobactérias, que se ingeridas pelos seres humanos e animais, podem causar efeitos de intoxicação, como fraqueza, cefaléia, vômito e dependendo da concentração ingerida pode levar à morte. Desta forma é necessário que haja um programa de controle da qualidade da água dos tanques e reservatórios e também dos peixes que ali são criados, pois florações de cianobactérias vêm sendo encontradas em diversos corpos d\'água. Este estudo teve como foco a determinação da cianotoxina microcistina-LR, empregando técnicas como a extração em fase sólida e a cromatografia líquida para a detecção e quantificação da microcistina-LR em amostras de florações de cianobactérias. Os testes feitos com a extração em fase sólida demonstraram que esse procedimento não se faz necessário para todas as amostras, pois houve casos em que não se obteve diferença nos picos interferentes mais próximos ao tempo de retenção do analito de estudo. Como as matrizes desse tipo de amostras são muito complexas e variam muito conforme o meio em que se encontram, recomenda-se que sejam avaliados caso à caso a necessidade de se promover a extração em fase sólida, pois o mesmo é um processo que demanda um tempo maior de análise e conseqüente aumento nos custos. Foi determinado e validado um método cromatográfico considerado capaz de fornecer dados reproduzíveis e confiáveis, por meio de testes de seletividade, limite de detecção e de quantificação, linearidade, precisão, exatidão e recuperação, conforme critérios de aceitação da Resolução n°899 de 2003, da ANVISA. O limite de detecção do método ficou estipulado em 0,1 µg mL-1, e o limite inferior de quantificação em 0,5 µg mL-1, determinados conforme a relação sinal-ruído proposta pelo Guia de Validação de Métodos Bioanalíticos da ANVISA. A quantificação da microcistina-LR foi feita utilizando o método de superposição de matriz, que minimiza e/ou compensa o efeito de matriz ou de possíveis interferentes presentes na amostra, e a curva analítica obtida y = 1,5888+21,849 x, com um coeficiente de correlação de 0,997 mostra uma boa linearidade. Foram analisadas amostras de florações de cianobactérias, coletadas em pesque-pagues e pisciculturas situadas na região do Alto Mogi (subdivisão da bacia do Mogi Guaçu), conforme o método de extração e análise estudado. / The rapid growth of aquaculture in the state of São Paulo may be causing a number of environmental problems. The contribution to the eutrophication process is among the consequences of these undertakings, given that the tanks used in fish farming as well as the changes around these establishments are becoming eutrophic systems due to excessive nutrients. A frequent consequence of eutrophication in waters is the massive development of cyanobacteria.The occurrence of these blooms induces severe problems, as Microcystis aeruginosa, the most widespread distributed cyanobacteria, which can produce microcystin-LR. Toxic effects of MC have been described in liver, lungs, stomach, and intestine. Deaths in wildlife, livestock and human beings were also associated with microcystin exposition, which can occur directly by ingestion, inhalation, contact, intravenous inoculation of contaminated water (hemodialysis) or indirectly, by the consumption of animals, as fish and mollusks, the major ingestors of cyanobacteria and its toxins. Thus we need a program to control the quality of water tanks and reservoirs and also the fish breeded there, as cyanobacteria blooms have been found in various water bodies. This study focused on the determination of the cyanotoxins microcystin-LR, using techniques such as solid phase extraction and liquid chromatography for the detection and quantification of microcystin-LR in samples of cyanobacteria blooms. Tests performed with solid phase extraction showed that this procedure is not necessary for all the samples because there were cases where no difference was obtained in interfering peaks near the retention time of the analyte studied. As the parent of such samples are very complex and vary greatly, because the extracts contained too much coextrated material that interfered in the LC-UV detection, and depending on the way in which it is recommended to be assessed, case by case, the solid phase extraction needs to be promoted, because it is a process that demands a longer period of analysis and consequently an increase in costs. A liquid chromatography method was established and validated, which is deemed capable of providing reproducible and reliable data, by testing for selectivity, limit of detection and quantification, linearity, precision, accuracy and recovery, in accordance with the acceptance criteria of Resolution No. 899 of 2003 of ANVISA. The detection limit of the method was set at 0.1 µg mL-1, and the lower limit of quantification at 0.5 µg mL-1 determined according to the signal to noise ratio proposed by the Validation Guide of Bioanalytical Methods, ANVISA. Quantification of microcystin-LR was performed using the matrix-matched method, which minimizes and/or offsets the effect of possible matrix interference or present in the sample. The analytical curve obtained y = 1.5888 + 21.849 x, with a coefficient of correlation of 0.997 shows a good linearity. Real aquaculture samples were analyzed that were detected and quantified according to the method developed.

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

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

O crescimento acelerado da aqüicultura no estado de São Paulo, ou seja, a implantação de pesque-pagues e pisciculturas pode estar causando uma série de problemas ambientais. A contribuição para o processo de eutrofização é uma das conseqüências desses empreendimentos, pois tanto os tanques utilizados na piscicultura como os afluentes em torno desses estabelecimentos, estão sendo eutrofizados pelo excesso de nutrientes. Uma das conseqüências da eutrofização é o aparecimento de florações de cianobactérias, e a principal preocupação está nas toxinas liberadas por estas cianobactérias, que se ingeridas pelos seres humanos e animais, podem causar efeitos de intoxicação, como fraqueza, cefaléia, vômito e dependendo da concentração ingerida pode levar à morte. Desta forma é necessário que haja um programa de controle da qualidade da água dos tanques e reservatórios e também dos peixes que ali são criados, pois florações de cianobactérias vêm sendo encontradas em diversos corpos d\'água. Este estudo teve como foco a determinação da cianotoxina microcistina-LR, empregando técnicas como a extração em fase sólida e a cromatografia líquida para a detecção e quantificação da microcistina-LR em amostras de florações de cianobactérias. Os testes feitos com a extração em fase sólida demonstraram que esse procedimento não se faz necessário para todas as amostras, pois houve casos em que não se obteve diferença nos picos interferentes mais próximos ao tempo de retenção do analito de estudo. Como as matrizes desse tipo de amostras são muito complexas e variam muito conforme o meio em que se encontram, recomenda-se que sejam avaliados caso à caso a necessidade de se promover a extração em fase sólida, pois o mesmo é um processo que demanda um tempo maior de análise e conseqüente aumento nos custos. Foi determinado e validado um método cromatográfico considerado capaz de fornecer dados reproduzíveis e confiáveis, por meio de testes de seletividade, limite de detecção e de quantificação, linearidade, precisão, exatidão e recuperação, conforme critérios de aceitação da Resolução n°899 de 2003, da ANVISA. O limite de detecção do método ficou estipulado em 0,1 µg mL-1, e o limite inferior de quantificação em 0,5 µg mL-1, determinados conforme a relação sinal-ruído proposta pelo Guia de Validação de Métodos Bioanalíticos da ANVISA. A quantificação da microcistina-LR foi feita utilizando o método de superposição de matriz, que minimiza e/ou compensa o efeito de matriz ou de possíveis interferentes presentes na amostra, e a curva analítica obtida y = 1,5888+21,849 x, com um coeficiente de correlação de 0,997 mostra uma boa linearidade. Foram analisadas amostras de florações de cianobactérias, coletadas em pesque-pagues e pisciculturas situadas na região do Alto Mogi (subdivisão da bacia do Mogi Guaçu), conforme o método de extração e análise estudado. / The rapid growth of aquaculture in the state of São Paulo may be causing a number of environmental problems. The contribution to the eutrophication process is among the consequences of these undertakings, given that the tanks used in fish farming as well as the changes around these establishments are becoming eutrophic systems due to excessive nutrients. A frequent consequence of eutrophication in waters is the massive development of cyanobacteria.The occurrence of these blooms induces severe problems, as Microcystis aeruginosa, the most widespread distributed cyanobacteria, which can produce microcystin-LR. Toxic effects of MC have been described in liver, lungs, stomach, and intestine. Deaths in wildlife, livestock and human beings were also associated with microcystin exposition, which can occur directly by ingestion, inhalation, contact, intravenous inoculation of contaminated water (hemodialysis) or indirectly, by the consumption of animals, as fish and mollusks, the major ingestors of cyanobacteria and its toxins. Thus we need a program to control the quality of water tanks and reservoirs and also the fish breeded there, as cyanobacteria blooms have been found in various water bodies. This study focused on the determination of the cyanotoxins microcystin-LR, using techniques such as solid phase extraction and liquid chromatography for the detection and quantification of microcystin-LR in samples of cyanobacteria blooms. Tests performed with solid phase extraction showed that this procedure is not necessary for all the samples because there were cases where no difference was obtained in interfering peaks near the retention time of the analyte studied. As the parent of such samples are very complex and vary greatly, because the extracts contained too much coextrated material that interfered in the LC-UV detection, and depending on the way in which it is recommended to be assessed, case by case, the solid phase extraction needs to be promoted, because it is a process that demands a longer period of analysis and consequently an increase in costs. A liquid chromatography method was established and validated, which is deemed capable of providing reproducible and reliable data, by testing for selectivity, limit of detection and quantification, linearity, precision, accuracy and recovery, in accordance with the acceptance criteria of Resolution No. 899 of 2003 of ANVISA. The detection limit of the method was set at 0.1 µg mL-1, and the lower limit of quantification at 0.5 µg mL-1 determined according to the signal to noise ratio proposed by the Validation Guide of Bioanalytical Methods, ANVISA. Quantification of microcystin-LR was performed using the matrix-matched method, which minimizes and/or offsets the effect of possible matrix interference or present in the sample. The analytical curve obtained y = 1.5888 + 21.849 x, with a coefficient of correlation of 0.997 shows a good linearity. Real aquaculture samples were analyzed that were detected and quantified according to the method developed.

Submitted by Geandra Rodrigues (geandrar@gmail.com) on 2018-03-27T11:30:41Z No. of bitstreams: 0 / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2018-03-27T13:52:08Z (GMT) No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2018-03-27T13:52:08Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2017-06-30 / Florações de cianobactérias são consequência principalmente da eutrofização de ambientes aquáticos que afeta a qualidade e compromete o uso da água para diversas finalidades. A restauração de sistemas aquáticos eutrofizados é um dos principais desafios da limnologia atual. Nosso objetivo foi identificar as principais causas do processo de eutrofização e ocorrência de florações de cianobactérias e testar a eficácia e aplicabilidade do uso combinado de coagulantes e adsorventes de P em fase sólida no controle da eutrofização e florações em um lago tropical raso. O estudo foi conduzido no lago do Museu Mariano Procópio, localizado em Juiz de Fora – MG e dividido em quatro fases. As duas primeiras fases compreendem uma análise sistêmica do lago. Na primeira, buscou-se conhecer a dinâmica da comunidade fitoplanctônica a fim de entender a dominância de cianobactéria deste sistema. Na segunda, foram avaliados os aportes de fósforo (P) para o sistema. Na terceira fase foram realizados experimentos em laboratório, para verificar a eficácia de diferentes coagulantes e lastros para remoção de cianobactérias. E na quarta fase foram realizados experimentos em mesocosmos no lago, para testar o controle da eutrofização e florações de cianobactérias. A análise sistêmica mostrou dominância de diferentes espécies de cianobactérias e que as altas concentrações de nutrientes presentes do sistema vêm principalmente de contribuição externa. O uso combinado de coagulantes e lastros foi eficiente para a remoção de biomassa de cianobactérias, porém foi dependente da espécie. Nos experimentos com mesocosmos, foi observada uma forte redução de Clorofila a (Chl a 85%) e fósforo total (TP 78%) (p <0,0010) em todos os tratamentos, porém estas reduções não se mantiveram ao longo do tempo. Para mitigar as florações de cianobactérias deste sistema, será necessário o controle das fontes externas de nutrientes e um ajuste na técnica de coagulante-lastro para manter a clorofila e o fósforo total em concentrações reduzidas por mais tempo. / Cyanobacterial Blooms are mainly a consequence of eutrophication of aquatic environments that affect the water quality and compromise the use of water for various purposes. The restoration of eutrophic aquatic systems is one of the main challenges of today's limnology. Our objective was to identify the main causes of the eutrophication process and the occurrence of cyanobacterial blooms in a shallow tropical lake, and to test the efficacy and applicability of the combined use of coagulants and adsorbents of P in solid phase for the control of eutrophication and cyanobacteria blooms in a tropical shallow system. The study was conducted in the lake of the Mariano Procópio Museum, located in Juiz de Fora - MG and divided into four phases. The first two phases comprised a systemic analysis of the lake. The first one sought to know the dynamics of the phytoplankton community and to understand the causes of the cyanobacteria dominance in this system. In the second one, the main contributions of phosphorus to the system and the general balance of P were evaluated. In the third phase, laboratory experiments were carried out to evaluate the efficacy of different coagulants and ballasts for the removal of cyanobacteria. Last, in the fourth phase experiments were carried out in mesocosmos in the lake to test the control of eutrophication and cyanobacterial blooms. The systemic analysis showed the dominance of different species of cyanobacteria and that the high concentrations of nutrients present in the system come mainly from external contribution. The combined use of coagulants and ballasts was efficient for the removal of cyanobacteria biomass, but it is dependent on the species pool. In the experiments with mesocosms, a strong reductions of chloropyll a (Chl a) 85% and total phosphorus (TP) 78% (p < 0.001) were observed in all treatments, however these reductions were not lasting. To mitigate the cyanobacterial blooms of this system, it will be necessary to control the external sources of nutrients and also an adjustment in the coagulant-ballast technique to keep Chl a l and TP in reduced concentrations for longer time.