Submitted by Jean Medeiros (jeanletras@uepb.edu.br) on 2016-04-27T14:14:48Z No. of bitstreams: 1 PDF - Natássya Nyuska Cabral de Lima.pdf: 1817457 bytes, checksum: c20885f87efcfd4edcd9466b67b55e64 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-27T14:14:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PDF - Natássya Nyuska Cabral de Lima.pdf: 1817457 bytes, checksum: c20885f87efcfd4edcd9466b67b55e64 (MD5) Previous issue date: 2015-11-26 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The occurrence of cyanobacterial blooms in water sources used for public supply, is increasingly common. Some genera of cyanobacterial have species potentially producing cyanotoxins, which can affect human health by direct contact through the skin or by ingestion of contaminated water or food. Classified according to their pharmacological action, cyanotoxins, are known as hepatotoxins, neurotoxins and dermatotoxins. Among the hepatotoxins we found the microcystin, a cyclic heptapeptide which can lead to death in hours or days. During the treatment of water for human consumption it is important to consider a technique to remove intact cells of cyanobacteria, since the use of oxidizing agents promotes cell lysis which can cause the release of toxins into the water. The Activated Carbon (AC) is presented as one of the best alternatives to the removal of organic and inorganic compounds due to its high power of adsorption. Aimed the fulfillment the current drinkability ordinance, as the concentration of extracellular cyanotoxins the present study sought to evaluate on a bench scale, the microcystin-LR removal efficiency study of water by adsorption on Activated Carbon (AC). The water study of was prepared with addition of lysed cells Microcystis aeruginosa cultivation. Were evaluated different pH values and the results confirmed that MC-LR adsorption was more efficient at acidic pH close to 5,0. Kinetic studies of adsorption were performed, analyzed according to the models of pseudo-first and pseudo-second order, getting the best fit the model of pseudo-first order, and adsorption isotherms to determine the adsorptive capacity of CA in relation to microcystins. The data of the isotherms were modeled according to the Langmuir isotherm and Freundlich, with best fit to the Langmuir model.The analytical method used during research to determine the concentration of microcystin-LR, after completion of kinetic experiments and isotherm was the High Performance Liquid Chromatography Coupled with Mass Spectrometry (HPLC-MS). The adsorption by AC palm coconut shell proved to be an efficient process for the removal of MC-LR, since averages toxin removal efficiencies above 90% were observed. / A ocorrência de florações de cianobactérias, em mananciais utilizados para abastecimento público, é cada vez mais frequente. Alguns gêneros de cianobactérias possuem espécies potencialmente produtoras de cianotoxinas, que podem afetar a saúde humana pelo contato direto através da pele ou por ingestão de água ou alimento contaminado. Classificadas de acordo com sua ação farmacológica, as cianotoxinas, são conhecidas como hepatotoxinas, neurotoxinas e dermatotoxinas. Dentre as hepatotoxinas encontramos a microcistina, um heptapeptideo cíclico que pode levar a morte em horas ou dias. Durante o tratamento de água para consumo humano é importante considerar uma técnica que remova células intactas de cianobactérias, pois o uso de agentes oxidantes promove a lise celular a qual pode causar a liberação de toxinas na água. O Carvão Ativado (CA) se apresenta como uma das melhores alternativas para a remoção de compostos orgânicos e inorgânicos devido a seu alto poder de adsorção. Visando o cumprimento da portaria de potabilidade vigente, quanto à concentração de cianotoxinas extracelulares o presente trabalho buscou avaliar em escala de bancada, a eficiência de remoção de microcistina-LR da água de estudo por meio de adsorção em Carvão Ativado (CA). A água de estudo foi preparada com adição de cultivo de células lisadas de Microcystis aeruginosa. Foram avaliados diferentes valores de pH e os resultados confirmaram que a adsorção de MC-LR se mostrou mais eficiente em pH ácido próximo a 5,0. Foram realizados estudos cinéticos de adsorção, analisados de acordo com os modelos de pseudo-primeira e pseudo-segunda ordem, obtendo-se melhor ajuste ao modelo de pseudo- primeira ordem, e isotermas de adsorção para determinar a capacidade adsortiva do CA em relação às microcistinas. Os dados das isotermas foram modelados segundo as isotermas de Langmuir e Freundlich, com melhor ajuste ao modelo de Langmuir. O método analítico utilizado durante a pesquisa para determinação da concentração de microcistina-LR, após a finalização dos experimentos de cinética e isoterma foi o Cromatógrafo Líquido de Alta Eficiência Acoplado a Espectrometria de Massas (CLAE-EM). A adsorção por CA de casca de coco de dendê se mostrou um processo eficiente para a remoção de MC-LR, visto que eficiências médias de remoção da toxina acima de 90% foram observadas.

Submitted by Jean Medeiros (jeanletras@uepb.edu.br) on 2016-04-27T14:30:56Z No. of bitstreams: 1 PDF - Aluízio Gonçalves da Silva.pdf: 2861910 bytes, checksum: fec467664bbab2d62bb600299f8e0d10 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-27T14:30:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PDF - Aluízio Gonçalves da Silva.pdf: 2861910 bytes, checksum: fec467664bbab2d62bb600299f8e0d10 (MD5) Previous issue date: 2015-11-24 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Algal blooms and toxic cyanobacteria in fountains intended for human supply has been reported in many countries in recent decades due to impacts and human actions in the most diverse ecosystems on the planet. The presence of lineages of cyanobacteria producing cyanotoxins has negative effects on water bodies in particular in the intendend to the public supply due to the harmful effect of these substances on human health and animals. In general, cyanotoxins are not removed by conventional purifying water technologies. This study aimed to evaluate the efficiency of advanced oxidation process with the Fenton reagent in the oxidation of microcystin-LR water for public supply using conventional treatment steps coagulation, flocculation and sedimentation. The study water was prepared by adding the lysed cell cultivation Microcystis aeruginosa dechlorinated with potable water. Oxidation steps were performed, coagulation, flocculation and sedimentation JarTest programmed with rapid mixing -1 time of 10 s, rapid mixing gradient of 1000 s , flocculation time 20 min, flocculation gradient -1 -1 30 s and sedimentation velocity 1,4 cm.min . Different pH ranges were tested (2,0, 4,5 and + 7,0) and different concentrations of the Fenton reagent in the proportion of 1/3 H2O/Fe . The obtained results showed the oxidation of microcystin-LR in the treatments with pH 2,0; 4,5; and 7,0. By scanning the ions in the mass spectrometer it was possible to identify the peaks of mass/charge (m/z) fragments of enabling confirmation of oxidation by the presence of oxidation by products. Furthermore, after sedimentation the Fenton reagent enables significant removal being treatment T2 in time of 15 minutes the best for include percentage removal of turbidity 0,07 uT, true color 2,61 uH, COD 7,7 mg.L and MC-LR 0,07 μg.L. / Florações de algas e cianobactérias tóxicas em mananciais destinados ao abastecimento humano tem sido relatado em vários países nas últimas décadas devido aos impactos e ações do homem nos mais diversos ecossistemas do planeta. A presença de linhagens de cianobactérias produtoras de cianotoxinas tem efeitos negativo nos corpos hídricos em particular nos destinados ao abastecimento público devido ao efeito nocivo dessas substâncias à saúde humana e de animais. Em geral as cianotoxinas não são removidas pelas tecnologias convencionais de potabilização de água. O presente trabalho buscou avaliar a eficiência do processo de oxidação avançada com o reagente Fenton na oxidação da microcistina-LR de água destinada ao abastecimento público utilizando as etapas de tratamento convencional de coagulação, floculação e sedimentação. A água de estudo foi preparada com adição de cultivo de células lisadas de Microcystis aeruginosa com água potável desclorada. Foram realizadas as etapas de oxidação, coagulação, floculação e sedimentação em JarTest programado com tempo de -1 mistura rápida de 10 s, gradiente de mistura rápida 1000 s , tempo de floculação 20 min, -1 -1 gradiente de floculação 30 s e velocidade de sedimentação de 1,4 cm.min . Foram testados diferentes faixas de pH (2,0, 4,5, e 7,0) e diferentes concentrações do reagente Fenton na 2+ proporção de 1/3 de H2O/Fe . Os resultados obtidos mostraram a oxidação da microcistina-LR nos tratamentos com pH 2,0; 4,5; e 7,0. Através da varredura dos íons no espetrômetro de massas foi possível identificar os picos de massa/carga (m/z) dos fragmentos possibilitando a confirmação da oxidação através da presença dos subprodutos da oxidação. Além disso, após a sedimentação o reagente Fenton possibilitou a remoção significativa sendo tratamento T2 no tempo de 15 minutos o melhor por abrangir percentuais de remoção de turbidez 0,07 uT, cor verdadeira 2,61 uH, COD 7,7 mg.L e MC-LR 0,07 µg.L.

Nessa pesquisa são relatados os resultados da determinação das concentrações de microcistina e de biomassa algal após as várias etapas de tratamento de amostras de água coletadas junto ao reservatório de Barra Bonita-SP visando obtenção de água potável. O tratamento foi realizado em escala de laboratório com e sem aplicação de carvão ativado em pó (CAP) e as etapas foram: coagulação com aplicação de cloreto férrico, sedimentação, filtração em papel de filtro. Foi possível observar que a pré-clarificação desse tipo de água por coagulação seguida de sedimentação requereu dosagens relativamente elevadas de cloreto férrico (80 mg/L), tendo sido verificada eficiência muito baixa de remoção de microcistina nas etapas de tratamento por sedimentação seguida de filtração, quando não foi aplicado CAP. Apenas com a aplicação de CAP a microcistina foi reduzida à níveis que atendessem os padrões de potabilidade previstos na Portaria 518/04 (concentração menor que 1 &#956g/L). A determinação de microcistina pelo método que utiliza Imunoadsorventes Ligados à Enzima (ELISA) mostrou-se uma ferramenta útil e confiável para detectar e quantificar essa toxina, embora ainda apresente custo relativamente elevado. / This report presents the results of the quantification of microcystins and algae biomass concentrations after treatment of water samples taken from the Barra Bonita reservoir, for production of potable water. Bench-scale tests were carried out with and without powdered activated carbon (PAC) and the treatment processes used were: coagulation with ferric chloride (FeCl3), sedimentation and filtration with paper filter. It was determined that pre-clarification followed by sedimentation required substantial dosages of ferric chloride (80 mg/L). The removal of microcystins using sedimentation followed by filtration was ineffective without PAC. The use of PAC is required to produce water that meets current potability standards for microcystins removal as specified in Decree 518/04 (concentration less than 1 &#956g/L). Analysis of microcystins using the Enzime-Linked Immunosorbent Assay Method (ELISA) has proven to be an effective and reliable procedure to detect and quantify this toxin, although relatively expensive.

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

A eutrofização acelerada dos mananciais superficiais, devido aos despejos de águas residuárias não tratadas, vem comprometendo a qualidade das águas utilizadas no abastecimento público. Como conseqüência desse processo, inúmeros registros de florações de cianobactérias são relatados em todo o mundo. Esses microrganismos são potenciais produtores de toxinas, as quais, presentes na água bruta que abastece uma Estação de Tratamento de Água (ETA), precisam ser removidas. As toxinas podem ter efeitos adversos à saúde, podendo causar danos hepatotóxicos, neurotóxicos e dermatotóxicos. A maioria das ETAs brasileiras tratam a água através do processo convencional de tratamento, compreendendo as etapas de coagulação, floculação, sedimentação, filtração e cloração. Esse tratamento é considerado eficiente para remover células de microrganismos, incluindo as cianobactérias. No entanto, suas toxinas não são afetadas, permanecendo na água tratada. Em função disso, alternativas de tratamento devem ser incorporadas ao tratamento convencional, visando remover a hepatotoxina microcistina a concentrações menores ou iguais a 1 μg.L-1, pois esse é o valor máximo permitido (VMP) pela Portaria nº 518/2004, do Ministério da Saúde, a qual define as diretrizes relativas ao controle e vigilância da qualidade da água para consumo humano. Nesse contexto, o objetivo do trabalho foi avaliar a eficiência do carvão ativado pulverizado (CAP), na remoção da cianotoxina microcistina presente na água utilizada para abastecimento público. Cinco amostras de CAP, produzidas a partir de madeira, osso, antracito e coco, foram caracterizadas e, para cada uma, determinadas as Isotermas de Freundlich. As Isotermas mostraram que os CAPs produzidos a partir da madeira apresentaram maior capacidade de remover microcistina. Os residuais de microcistina obtidos nestes ensaios foram ajustados ao modelo de decaimento logarítmico. Assim, para cada CAP, foi estabelecida uma equação geral do processo adsortivo, com a qual foi possível estabelecer dosagens de CAP, variando a concentração de microcistina inicial, para atingir uma concentração residual de 1 μg.L-1. A aplicabilidade da equação foi testada para uma amostra de CAP, em água natural, utilizando o coagulante policloreto de alumínio e concentrações iniciais de microcistina de 1, 10 e 100 μg.L-1. Os resultados mostraram que as dosagens de CAP calculadas foram suficientes para atingir o residual desejado. Além disso, através de ensaios de adsorção, em equipamento de jarros, foram simuladas as etapas de coagulação (utilizando coagulantes sulfato de alumínio e cloreto férrico), floculação, sedimentação e filtração do tratamento convencional para água natural acrescida de 100 μg.L-1 de microcistina. A aplicação do CAP foi realizada em dois pontos do tratamento (1) entrada da água bruta e (2) antes da aplicação do coagulante. A aplicação na entrada da água bruta possibilitou remoção da toxina abaixo do VMP, correspondendo à redução de, aproximadamente, 99% da concentração inicial de toxina. Já no ponto de aplicação antes do coagulante, não foi atingido o VMP. A partir dos estudos aqui realizados, concluiu-se que a melhor maneira de escolher o CAP para remoção de microcistina é a realização de ensaios específicos, como a Isoterma de Freundlich. Para uma remoção eficiente da toxina, o tratamento convencional mostra-se eficaz, desde que a etapa de adsorção seja incorporada ao tratamento. / The accelerated surface waters eutrophication, due to non treated residual waters discharges, has been harming the water quality utilized in the public supply. As a consequence of this process, countless records of cyanobacterias’ bloom are reported all over the world. These microorganisms potentially producers of toxins, which, when presented in the raw water that supplies the Water Treatment Plant (WTP), needs to be removed. The toxins can have harmfull effects to the health causing hepatotoxic, neurotoxic and dermatotoxic damage. Most of the Brazilian WTPs treat the water through the conventional water treatment process, covering the stages of coagulation, flocculation, sedimentation, filtering and chlorination. This treatment is considered efficient to remove microorganisms’ cells, including cyanobacterias. However its toxins are not affected, remaining in the treated water. Due to this fact, alternative treatment must be incorporated to the conventional one, trying to remove the microcystin hepatotoxin to concentrations lower or equal to 1 μg.L-1, the maximum allowed value (MAV) according to the Brazilian Ministry of Health Administrative Ruling 518/2004, which defines the rules related to the control and vigilance of the water quality for human consumption. In this context, the objective of the present work was to evaluate the efficiency of the powdered activated carbon’s (PAC), in the removal of the microcystin cyanotoxin present in the water for public supply. Five samples of PAC, made of wood, bone, antracite and coconut, were characterized and, for each one, were determined Freundlich adsorption isotherm . The isotherm showed that the PACs produced from wood presented the highest capacity of microcystin removal. The residuals of microcystin obtained in these tests were adjusted to the logarithmic decay model. Thus, for each PAC, it was established a general equation of the adsorptive process, in order to establish PAC dosages, varying the initial microcystin concentration, to achieve the residual concentration of 1 μg.L-1. The usage of this equation was tested for one sample of PAC, in natural water, using poly-aluminum chloride as a coagulant and the initial concentrations of microcystins of 1, 10 and 100 μg.L-1. The results showed that the dosage of PAC calculated was enough to achieve the desired residual. Besides this, through adsorptive tests, using jar’s equipments, were simulated the stages of coagulation (using alum sulphate and ferric chloride as coagulants), flocculation, sedimentation and filtering of the conventional treatment for natural water and with 100 μg.L-1 of microcystin added. The application of the PAC was performed in two points of the treatment: (1) entrance of the raw water and; (2) before the application of the coagulant. The application in the entrance of the raw water made possible the removal of the toxin under MAV, corresponding to a reduction of, approximately, 99% of the initial concentration of the toxin. Nevertheless, in the point of application before the coagulant, the MAV was not achieved. According to these studies, it was concluded that the best manner of choosing the PAC for microcystin removal is the realization of specific tests like a Freundlich isotherm. For an efficient removal of the toxin, the conventional treatment is efficient, once the adsorption stage is incorporated to the treatment.

A eutrofização acelerada dos mananciais superficiais, devido aos despejos de águas residuárias não tratadas, vem comprometendo a qualidade das águas utilizadas no abastecimento público. Como conseqüência desse processo, inúmeros registros de florações de cianobactérias são relatados em todo o mundo. Esses microrganismos são potenciais produtores de toxinas, as quais, presentes na água bruta que abastece uma Estação de Tratamento de Água (ETA), precisam ser removidas. As toxinas podem ter efeitos adversos à saúde, podendo causar danos hepatotóxicos, neurotóxicos e dermatotóxicos. A maioria das ETAs brasileiras tratam a água através do processo convencional de tratamento, compreendendo as etapas de coagulação, floculação, sedimentação, filtração e cloração. Esse tratamento é considerado eficiente para remover células de microrganismos, incluindo as cianobactérias. No entanto, suas toxinas não são afetadas, permanecendo na água tratada. Em função disso, alternativas de tratamento devem ser incorporadas ao tratamento convencional, visando remover a hepatotoxina microcistina a concentrações menores ou iguais a 1 μg.L-1, pois esse é o valor máximo permitido (VMP) pela Portaria nº 518/2004, do Ministério da Saúde, a qual define as diretrizes relativas ao controle e vigilância da qualidade da água para consumo humano. Nesse contexto, o objetivo do trabalho foi avaliar a eficiência do carvão ativado pulverizado (CAP), na remoção da cianotoxina microcistina presente na água utilizada para abastecimento público. Cinco amostras de CAP, produzidas a partir de madeira, osso, antracito e coco, foram caracterizadas e, para cada uma, determinadas as Isotermas de Freundlich. As Isotermas mostraram que os CAPs produzidos a partir da madeira apresentaram maior capacidade de remover microcistina. Os residuais de microcistina obtidos nestes ensaios foram ajustados ao modelo de decaimento logarítmico. Assim, para cada CAP, foi estabelecida uma equação geral do processo adsortivo, com a qual foi possível estabelecer dosagens de CAP, variando a concentração de microcistina inicial, para atingir uma concentração residual de 1 μg.L-1. A aplicabilidade da equação foi testada para uma amostra de CAP, em água natural, utilizando o coagulante policloreto de alumínio e concentrações iniciais de microcistina de 1, 10 e 100 μg.L-1. Os resultados mostraram que as dosagens de CAP calculadas foram suficientes para atingir o residual desejado. Além disso, através de ensaios de adsorção, em equipamento de jarros, foram simuladas as etapas de coagulação (utilizando coagulantes sulfato de alumínio e cloreto férrico), floculação, sedimentação e filtração do tratamento convencional para água natural acrescida de 100 μg.L-1 de microcistina. A aplicação do CAP foi realizada em dois pontos do tratamento (1) entrada da água bruta e (2) antes da aplicação do coagulante. A aplicação na entrada da água bruta possibilitou remoção da toxina abaixo do VMP, correspondendo à redução de, aproximadamente, 99% da concentração inicial de toxina. Já no ponto de aplicação antes do coagulante, não foi atingido o VMP. A partir dos estudos aqui realizados, concluiu-se que a melhor maneira de escolher o CAP para remoção de microcistina é a realização de ensaios específicos, como a Isoterma de Freundlich. Para uma remoção eficiente da toxina, o tratamento convencional mostra-se eficaz, desde que a etapa de adsorção seja incorporada ao tratamento. / The accelerated surface waters eutrophication, due to non treated residual waters discharges, has been harming the water quality utilized in the public supply. As a consequence of this process, countless records of cyanobacterias’ bloom are reported all over the world. These microorganisms potentially producers of toxins, which, when presented in the raw water that supplies the Water Treatment Plant (WTP), needs to be removed. The toxins can have harmfull effects to the health causing hepatotoxic, neurotoxic and dermatotoxic damage. Most of the Brazilian WTPs treat the water through the conventional water treatment process, covering the stages of coagulation, flocculation, sedimentation, filtering and chlorination. This treatment is considered efficient to remove microorganisms’ cells, including cyanobacterias. However its toxins are not affected, remaining in the treated water. Due to this fact, alternative treatment must be incorporated to the conventional one, trying to remove the microcystin hepatotoxin to concentrations lower or equal to 1 μg.L-1, the maximum allowed value (MAV) according to the Brazilian Ministry of Health Administrative Ruling 518/2004, which defines the rules related to the control and vigilance of the water quality for human consumption. In this context, the objective of the present work was to evaluate the efficiency of the powdered activated carbon’s (PAC), in the removal of the microcystin cyanotoxin present in the water for public supply. Five samples of PAC, made of wood, bone, antracite and coconut, were characterized and, for each one, were determined Freundlich adsorption isotherm . The isotherm showed that the PACs produced from wood presented the highest capacity of microcystin removal. The residuals of microcystin obtained in these tests were adjusted to the logarithmic decay model. Thus, for each PAC, it was established a general equation of the adsorptive process, in order to establish PAC dosages, varying the initial microcystin concentration, to achieve the residual concentration of 1 μg.L-1. The usage of this equation was tested for one sample of PAC, in natural water, using poly-aluminum chloride as a coagulant and the initial concentrations of microcystins of 1, 10 and 100 μg.L-1. The results showed that the dosage of PAC calculated was enough to achieve the desired residual. Besides this, through adsorptive tests, using jar’s equipments, were simulated the stages of coagulation (using alum sulphate and ferric chloride as coagulants), flocculation, sedimentation and filtering of the conventional treatment for natural water and with 100 μg.L-1 of microcystin added. The application of the PAC was performed in two points of the treatment: (1) entrance of the raw water and; (2) before the application of the coagulant. The application in the entrance of the raw water made possible the removal of the toxin under MAV, corresponding to a reduction of, approximately, 99% of the initial concentration of the toxin. Nevertheless, in the point of application before the coagulant, the MAV was not achieved. According to these studies, it was concluded that the best manner of choosing the PAC for microcystin removal is the realization of specific tests like a Freundlich isotherm. For an efficient removal of the toxin, the conventional treatment is efficient, once the adsorption stage is incorporated to the treatment.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:22:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3123.pdf: 1732601 bytes, checksum: 95a08dc70700db9a729e2895f7464b4d (MD5) Previous issue date: 2010-06-23 / Financiadora de Estudos e Projetos / Cyanobacteria, in favorable conditions can form large superficial masses of green color called blooms. Some genera of cyanobacteria are producing toxins, and during the bloom, there may be risks of contamination of water bodies and thus of those organisms that depends on this. Among the toxins produced by cyanobacteria, stands the microcystin. This type of toxin has pronounced effects on the liver, although it may show its effects in several organs. Moreover, it is the cyanotoxin which is more widely distributed in various types of ecosystems. The aim of this study was to examine the cardiorespiratory responses of Nile tilapia, Oreochromis niloticus, in control situation and 48 h after intraperitoneal injection of microcystin-LR (MC-LR - 100 μg.Kg-1 body weight) submitted to gradual hypoxia. Exposure to MC-LR decreased metabolic rate ( VO2 ) and significantly increased the critical O2 tension (PcO2), reducing the ability to maintain constant the 2 VO . The gill ventilation (Vg) increased significantly and progressively in both experimental groups in order to maintain 2 VO during hypoxia. Both groups showed the same pattern of respiratory response, while increases in G V& were characterized by increases in tidal volume (VT), while respiratory frequency (fR) remained little changed. However the magnitude of this response was markedly lower in the group exposed to MC-LR, showing that the toxin somehow interfered in the homeostasis of the animal preventing it from developing a respiratory response normal. The MC-LR also reduced the ability to extract O2 during acute hypoxia, probably due to its action injuring the gill tissues of infected animals. Heart rate (fH) was significantly reduced by microcystin-LR in all the experimental concentrations of O2. The control group developed bradycardia only in tension of 10 mmHg, while the group exposed to MC-LR has exhibited such a response to 20 mmHg. The direct effect of MC-LR on the cardiac tissue was probably the cause of the decrease in heart rate in the exposed group compared to the control and relative to their normoxic values. Together, the results of this study showed that exposure to MC-LR reduces the chances of survival of the species studied in hypoxic environments. / As cianobactérias, em condições favoráveis podem formar grandes massas superficiais de coloração verde intensa, denominadas florações. Alguns gêneros de cianobactérias são produtoras de toxinas, e durante as florações, pode haver riscos de contaminação da água e conseqüentemente dos organismos dependentes desta. Dentre as toxinas produzidas pelas cianobactérias, destaca-se a microcistina. Esse tipo de toxina apresenta efeitos pronunciados sobre o fígado, embora possa exibir seus efeitos em diversos órgãos. Ademais, é a cianotoxina que se encontra mais amplamente distribuída nos mais variados tipos de ecossistemas. O objetivo do presente estudo foi analisar as respostas cardio-respiratórias de tilápias-do-nilo, Oreochromis niloticus, em situação controle e após 48 h de injeção intraperitoneal de microcistina-LR (MC-LR - 100 μg.Kg-1 de peso corpóreo) submetidos à hipóxia gradual. A exposição à MC-LR reduziu a taxa metabólica, ( VO2 ) e aumentou significativamente a tensão crítica de O2 (PcO2), reduzindo a capacidade de manutenção da 2 VO constante. A ventilação branquial (Vg) aumentou significativa e progressivamente em ambos os grupos experimentais a fim de manter a 2 V&O durante a hipóxia. Ambos os grupos apresentaram o mesmo padrão de resposta respiratória, sendo que os aumentos na G V& foram caracterizados por aumentos no volume ventilatório (VT), enquanto que a freqüência respiratória (fR) se manteve pouco alterada. Entretanto a magnitude dessa resposta foi marcadamente inferior no grupo exposto à MCLR, mostrando que a toxina interferiu de alguma maneira na homeostase do animal impossibilitando-o de desenvolver uma resposta respiratória normal. A MC-LR também reduziu a capacidade de extração de O2 durante a hipóxia severa, provavelmente devido à sua ação lesiva nos tecidos branquiais dos animais contaminados. A freqüência cardíaca (fH) foi significativamente reduzida pela MC-LR em todas as concentrações de O2 experimentais. O grupo controle desenvolveu bradicardia apenas na tensão de 10 mmHg, enquanto que o grupo exposto à MC-LR já exibiu tal resposta a 20 mmHg. O efeito direto da MC-LR sobre o tecido cardíaco provavelmente foi a causa da diminuição da freqüência cardíaca do grupo exposto em relação ao controle e em relação aos seus valores normóxicos. Em conjunto, os resultados do presente trabalho mostraram que a exposição à MC-LR reduz as chances de sobrevivência da espécie estudada em ambientes hipóxicos.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:31:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2609.pdf: 1077118 bytes, checksum: b283908fa2c447d02f7031b76db07fcc (MD5) Previous issue date: 2009-09-03 / The increasing eutrophication of aquatic environments, resulting from the human activities, is related to cyanobacterial blooms that are described, all over the world, as the agents causing toxicity and death in humans, domestic and wild animals. Recently, studies are being conducted aiming to prove the possibility of the biotransference of the cyanobacterial toxins to the trophic web and their associated effects. Protozoans are very important organisms to the aquatic food web and can be useful as indicators in water quality assessment. The present study evaluated, during cyanobacteria bloom events in Barra Bonita reservoir (SP), the intra and extracellular cyanotoxin levels (microcystin LR) and also phyto and protozooplanktonic populations. Besides, it was also evaluated, in laboratory experiments, the effects of the cyanotoxins obtained from cultures of Microcystis and from material collected in Barra Bonita reservoir on the protozoan Paramecium caudatum. Due to the eutrophication degree of the studied reservoir, the cianobacteria, specially Microcystis (M. aeruginosa, M. protocystis and M. panniformes) and Pseudanabaena mucicola, were the dominant phytoplanktonic organisms. In this work it was registered only the concentrations of microcystin LR. The concentrations of this toxin were median among those found for other Brazilian aquatic environments where it was detected more than one cyanotoxin variant. Halteria grandinella and Vorticela aquadulcis were the dominant protozoans in the environment during the cyanobanterial bloom events. The protozooplanktonic densities and species composition were lower than those found in the literature for environments with the same trophic status, indicating that the protozoan seem to be negatively affected by the cyanobacterial blooms and cyanotoxins (microcystins) detected in the samples. Samples from Microcystis cultures and from the reservoir demonstrated to be toxic to P. caudatum, although they were more tolerant to the semi purified extracts from cultures than to the environmental samples. / A crescente eutrofização dos ambientes aquáticos, resultante de atividades humanas, tem causado florações de cianobactérias, que são descritas, no mundo todo, como causadoras da intoxicação e morte de humanos, animais domésticos e selvagens. Com base na possibilidade da biotransferência destas toxinas ao longo da cadeia trófica, estudos têm sido realizados nos últimos anos com intuito de sua comprovação e seus efeitos associados. Os protozoários são organismos microzooplanctônicos de expressiva relevância na cadeia alimentar aquática e podem ser úteis como organismos indicadores na avaliação da qualidade da água. O presente estudo teve como objetivos avaliar os níveis de cianotoxinas (microcistina-LR) intra e extracelulares presentes no reservatório de Barra Bonita, SP durante os eventos de floração de cianobactérias, bem como avaliar as populações fitoplanctônicas e protozooplanctônicas durante estes eventos, além disso foram também avaliados os efeitos de cianotoxinas obtidas a partir de cianobactérias produzidas em laboratório e coletadas em ambiente natural sobre populações do protozoário Paramecium caudatum em ensaios de laboratório. Devido o grau de eutrofização do ambiente de estudo, as cianofíceas foram o grupo fitoplanctônico com maior densidade, com destaque para as espécies do gênero Microcystis (M. aeruginosa, M. protocystis e M. panniformes) e Pseudanabaena mucicola. O presente trabalho registrou apenas as concentrações de microcistina-LR, sendo suas concentrações medianas quando comparadas a outros dados registrados em diferentes ambientes aquáticos no Brasil, nos quais foram detectadas mais de uma variante de cianotoxina. As espécies Halteria grandinella e Vorticela aquadulcis foram as espécies dominantes do ambiente durante os eventos de florações de cianobactérias. Quanto à diversidade de espécies protozooplanctônicas e suas densidades, elas foram inferiores às relatadas na literatura para ambientes com semelhante grau de trofia, indicando que os protozoários parecem ser afetados negativamente pelas florações de cianobactérias e cianotoxinas (microcistinas) detectadas nas amostras analisadas. As amostras laboratoriais de Microcystis e as ambientais, demonstraram ter toxicidade aos Paramecium caudatum, sendo observada uma maior tolerância destes organismos aos extratos semi-purificados de microcistina-LR das amostras de cultivo em relação às amostras ambientais.

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

Made available in DSpace on 2015-05-14T13:21:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 2475049 bytes, checksum: dad56812942b33992af9ec7df5ae781a (MD5) Previous issue date: 2011-04-29 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The Microcystin-LR (MC-LR) is a cyclic heptapeptidic hepatotoxin most toxic to the human and animal health and is the most commonly found in cyanobacteria blooms. Moreover, it can induce oxidative damage to DNA, leading possibly to the carcinogenicity in humans. In this study, MC-LR was investigated on glassy carbon electrode using voltammetric techniques. It was observed that the oxidation of MC-LR is an irreversible, diffusion controlled and pH-independent process. This toxin was chemically degradated in buffer solution along the time, with homogeneous formation of two electroactive degradation products. These degradation products have undergone an irreversible and pH-dependent oxidation process, leading to the formation of two oxidation products, which have undergone reversible and pH-dependent reactions. Thus, oxidation reaction mecanisms of MC-LR and its degradation products were proposed. An electroanalytical study for the determination of MC-LR was carried out using DPV. For this, an analytical curve was built in a linear concentration range from 5 to 25 μmol L-1. Based on this curve, detection and quantification limits were estimated at 0.0014 μmol L-1 (1.39 μg L-1) and 0.0046 μmol L-1 (4.57 μg L-1), respectively. In addition, an in situ evaluation of MC-LR-dsDNA interaction was investigated and showed that this toxin interacts and binds to dsDNA chains, inducing conformational changes in the double helix structure along the incubation time. / A Microcistina-LR (MC-LR) é a hepatotoxina heptapeptídica cíclica mais tóxica à saúde dos humanos e animais e a mais comumente encontrada em florações de cianobactérias. Além disso, ela é capaz de induzir danos oxidativos ao DNA, levando possivelmente à carcinogenicidade em humanos. Neste trabalho, a MC-LR foi investigada sobre um eletrodo de carbono vítreo utilizando técnicas voltamétricas. Um processo irreversível, controlado por difusão e independente do pH foi observado para a oxidação da MC-LR. Essa toxina sofreu degradação química em solução tampão ao longo do tempo, com a formação homogênea de dois produtos de degradação eletroativos. Esses produtos de degradação sofreram oxidação em um processo irreversível e dependente do pH levando à formação de dois produtos de oxidação, os quais sofreram reações reversíveis em um processo dependente do pH. Com isso, mecanismos de reação de oxidação da MC-LR e dos seus produtos de degradação foram propostos. Um estudo eletroanalítico para a determinação da MC-LR foi realizado utilizando DPV. Para isso, foi construída uma curva analítica na faixa linear de concentração de 5 a 25 μmol L-1. Com base nessa curva, limites de detecção e quantificação foram estimados em 0,0014 μmol L-1 (1,39 μg L-1) e 0,0046 μmol L-1 (4,57 μg L-1), respectivamente. Além disso, uma avaliação in situ da interação da MC-LR com dsDNA foi investigada e mostrou que essa toxina interage e se liga às cadeias do dsDNA, induzindo à modificações conformacionais na estrutura da dupla hélice ao longo do tempo de incubação.