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Avaliação da influência dos macronutrientes na bioacumulação do chumbo pela Eichhornia crassipes / Evaluation of the influence of macronutrients in the bioaccumulation of lead by Eichhornia crassipesOliveira, Ana Paula de 16 February 2012 (has links)
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Ana Paula de Oliveira.pdf: 11086894 bytes, checksum: 428ff3baaac89e47e47de37f81ccdfc5 (MD5)
Previous issue date: 2012-02-16 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The main objective of this study was to verify the influence of the macronutrient phosphorus in the lead bioaccumulation process, using the living aquatic macrophyte Eicchornia crassipes. In addition, the removal capacity of lead ions and some nutrients such as P, K, Ca and Fe, by the E. crassipes was verified, obtaining also information on how these are distributed within two compartiments of the plant: roots and leaves. For this, a set of metal removal/bioaccumulation experiments, in batch mode, was performed for different concentration ranges of metal and nutrients in hydroponic conditions.
Several 5 L growing solutions based on the set of macro and micronutrients specified by Clark as being adequate to cultivate plants in hydroponic conditions were prepared, containing a mixture of lead (0, 5, 10, 15 and 20 mg L-1) and phosphorus (once, twice, four and eight times of 3,2 mg L-1) concentrations among other constant essential nutrient ones. At a greenhouse and using several 8 L containers approximately 80 g of living and healthy E. crassipes aquatic macrophytes were growded in each type of 5 L growing solution, restoring its former hydroponic and metal concentration condition at each two days time interval as well as monitoring the plant weight, the aqueous medium temperature and the pH values. After predefined collection time (2, 4, 8, 16 and 32 d), samples of growing solutions and plants were separated and measured some physico-chemical parameters and then stored in plastic bags for posterior analysis.
Analysis of initial and residual concentrations of lead and nutrients available in the metal-doping Clark growing solutions as well as bioaccumalated metal concentrations in the dried plant samples (roots and leaves) were performed by SR-TXRF technique, except for phosphorus concentrations which were determined by a colorimetric method. According to the TXRF results, the adsorption/accumulation of lead ions in roots and leaves of the Eichhornia crassipes was slightly favoured by the presence of high phosphorus concentrations in the metal-doping Clark growing solutions. It can be noticed that the lead removal by roots is a quit process, occurring basically a high lead adsorption in the first days, whereas the lead bioaccumulation in leaves is a low process due to ocurr a low transportation rate of nutrients for aerial parts of the aquatic plant. Beside this, high lead concentrations in metal-doping Clark solutions have negatively influenced the accumulation of phosphorous in leaves as well as a low phosphorous adsorption in roots, suggesting that there is a detrimental effect on sorption and transport of phosphourous to the leaves by the presence of lead ions.
On the other hand, it was observed a high systematically increasing of potassium concentration in roots whereas a reduction on potassium ones is occurring in leaves due to the presence of lead ions, suggesting that there is a migration process of potassium from leaves to roots. It could be occurring by different possible processes such as potassium complexation in roots or occupation of lead sites by potassium during the transportation of lead to aerial parts, reducing the potassium concentration in leaves. Further nutrient and metal adsorption/bioaccumulation experiments are necessary to understand better the translocation and accumulation process of nutrients such as phosphorus and potassium when lead ions are being adsorbed and transported within the internal structure of the aquatic plant. / O objetivo principal do trabalho foi verificar a influência do macronutriente fósforo no processo de bioacumulação do chumbo, utilizando a macrófita aquática Eicchornia crassipes viva. Além disso, verificou-se a capacidade de remoção de íons chumbo e alguns nutrientes como o P, K, Ca e Fe, pela E. crassipes, obtendo-se também informações de como estes são distribuídos dentro de dois compartimentos da planta: raízes e folhas. Para tanto, foi realizado um conjunto de experimentos de remoção/bioacumulação de metal, em batelada, para diferentes faixas de concentração de metal e nutrientes em condições hidropônicas.
Foram preparadas várias soluções de cultivo com base no conjunto de macro e micronutrientes especificado por Clark como sendo adequado para cultivar plantas em condições de hidroponia, contendo uma mistura de chumbo (0, 5, 10, 15 e 20 mg L-1) e fósforo (uma, duas, quatro e oito vezes 3,2 mg L-1) entre outros nutrientes fundamentais em concentrações constantes. Em uma estufa e usando vários recipientes com capacidade de 8 L, aproximadamente 80 g da macrófita aquática E. crassipes viva e saudável, foram colocadas a crescer em 5 L de cada tipo de solução de crescimento, restaurando-se as condições iniciais hidropônicas e de concentração de metal a cada dois dias, bem como monitorando o peso da planta, a temperatura do meio aquoso e os valores de pH. Após o tempo de cultivo pré-definido (2, 4, 8, 16 e 32 d), amostras de solução de cultivo e planta foram separadas, medidos alguns parâmetros físico-químicos e armazenadas em sacos plásticos para posterior análise.
Análises das concentrações inicial e residual de chumbo e de nutrientes disponíveis na solução de cultivo de Clark contendo metal, assim como concentrações de metal bioacumuladas nas amostras de planta seca (raízes e folhas), foram realizadas pela técnica SR-TXRF, exceto para as concentrações de fósforo, que foram determinadas por um método colorimétrico. De acordo com os resultados da TXRF, a adsorção/acumulação de íons de chumbo nas raízes e folhas da Eichhornia crassipes foi levemente favorecida pela presença de altas concentrações de fósforo nas soluções de cultivo de Clark contendo metal. Pode-se notar que a remoção de chumbo pelas raízes é um processo rápido, ocorrendo basicamente uma alta adsorção de chumbo nos primeiros dias, enquanto que a bioacumulação de chumbo nas folhas é um processo lento devido à ocorrência de uma baixa taxa de transporte de nutrientes para a parte aérea da planta aquática. Além disso, altas concentrações de chumbo na solução de Clark podem ter influenciado negativamente o acúmulo de fósforo nas folhas, bem como uma baixa adsorção de fósforo nas raízes, sugerindo que há uma relação prejudicial na adsorção de fósforo e seu transporte para as folhas pela presença de íons de chumbo.
Por outro lado, observou-se um aumento sistemático na concentração de potássio nas raízes e redução na quantidade de potássio nas folhas devido à presença de íons de chumbo, sugerindo que há um processo de migração de potássio das folhas para as raízes. Isto pode ocorrer por diferentes processos, tais como a complexação de potássio nas raízes ou a ocupação de sítios de chumbo pelo potássio durante o transporte de metal para a parte aérea, reduzindo a concentração de potássio nas folhas. No entanto, são necessários mais experimentos de adsorção/bioacumulação de nutrientes e metal para melhor entendimento do processo de translocação e acumulação de nutrientes, como fósforo e potássio, quando íons de chumbo estão sendo adsorvidos e transportados dentro da estrutura interna da planta aquática.
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Estudo experimental da acumulação de metais por Ulva SP e Ruppia MaritimaAraujo, Clarissa Lourenço de 28 April 2016 (has links)
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Tese Clarissa Lourenço de Araujo.pdf: 7002934 bytes, checksum: 52d368f8ad6a751f994f7846928d0854 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-28T18:18:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1
Tese Clarissa Lourenço de Araujo.pdf: 7002934 bytes, checksum: 52d368f8ad6a751f994f7846928d0854 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Universidade Federal Fluminense. Instituto de Química. Programa de Pós-Graduação em Geociências-Geoquímica. Niterói, RJ / Este estudo teve como objetivo contribuir para caracterização do processo de incorporação
biológica de metais por duas espécies fitobentônicas, a macroalga Ulva sp. e a macrófita
aquática Ruppia maritima, para subsidiar futuras atividades de monitoramento da
contaminação da biota aquática da Lagoa Rodrigo de Freitas por metais, bem como de outros
sistemas costeiros com condições semelhantes. Este estudo baseou-se na realização de
experimentos laboratoriais com o radiotraçador 51Cr (nas formas tri e hexavalente) e com Cr,
Cu, Hg, Mn, Pb e Zn, para caracterizar a cinética de incorporação destes pelas duas espécies
fitobentônicas. As amostras coletadas na Lagoa Rodrigo de Freitas, foram aclimatadas em
laboratório e posteriormente submetidas a experimentos onde foram simuladas condições de
mistura de águas salinas e fluviais com água marinha artificial de salinidades 7, 15 e 21‰ e
de eventos de aumento dos níveis de matéria orgânica na coluna d’água através da adição de
ácidos húmicos. A fim de elucidar os processos de sorção e incorporação de metais foram
aplicadas ainda, técnicas de remoção de biofilme e de limpeza do material biológico em
solução de EDTA. Nos ensaios com 51Cr (III e IV) foi observada que acumulação do metal
por Ulva sp. possui relação inversa com a salinidade, enquanto para R. maritima, o máximo
de acumulação ocorre em salinidade 21‰. Nos experimentos com adição simultânea de
metais foi observada a seguinte ordem de abundância Pb>Zn>Hg>Cu>Mn>Cr. A maior
acumulação dos metais foi observada em salinidade 15‰, com exceção apenas do Hg que
apresentou máximo de incorporação em salinidade 21% para alga. Nos ensaios com adição de
substâncias húmicas foi evidenciada a redução da incorporação de Cu, Pb e Zn por ambas
espécies. No tocante ao potencial de acumulação, foi verificada a maior habilidade de sorção
de metais por Ulva sp., independentemente da faixa de salinidade aplicada. Nos ensaios de
remoção do biofilme aderido a R. maritima foi observada a redução das concentrações de Cu,
Mn e Pb, reforçando o papel deste componente na acumulação de íons metálicos por
macrófitas aquáticas. Por fim, no ensaio em que o material biológico foi lavado em solução de
EDTA, foi observada a tendência de adsorção superficial de Cu, Mn e Pb, enquanto Cr e Zn,
são rapidamente internalizados nos tecidos da macrófita. / This study aims to contribute to the characterization of the process of biological incorporation
of metals by two benthonic species, the macroalgae Ulva sp. and the aquatic macrophyte
Ruppia maritima, to subsidize future activities of monitoring the contamination of aquatic
biota of the Rodrido de Freitas Lagoon for metals, as well as other coastal systems with
similar conditions. This study was based on laboratory experiments with the radiotracer 51Cr
(in forms tri and hexavalent) and with Cr, Cu, Hg, Mn, Pb and to characterize the kinetics of
incorporation of these by two phytobentic species. Samples collected in the Rodrigo de
Freitas Lagoon were acclimated in the laboratory and subsequently subjected to experiments
where conditions of saline and river water mixed with artificial marine water with salinities of
7, 15 and 21‰ were simulated as well as events that increase the levels of organic matter in
the water column through the addition of humic acids. In order to elucidate the processes of
sorption and incorporation of metals, techniques for the removal of biofilm and the cleaning
of biological material in EDTA solution were also applied. In tests with 51Cr (III and IV) it
was observed that accumulation of the metal in Ulva sp. has inverse relationship with salinity,
while for R. maritima, the maximum accumulation occurs in salinity 21 ‰. In the
experiments with simultaneous addition of metals, the following order of abundance was
observed Pb>Zn>Hg>Cu>Mn>Cr. The higher accumulation of metals was observed in
salinity 15 ‰, with the exception of Hg that showed maximum incorporation in salinity 21%
for algae. In tests with addition of humic substances, the reduction in the incorporation of Cu,
Pb and Zn both species was evidenced. In regards to the potential for accumulation, it was
verified the greater capability of sorption of metals by Ulva sp., regardless of range of salinity
applied. In tests of removal of biofilm attached to R. maritima, the reduction of concentrations
of Cu, Mn and Pb was observed, reinforcing the role of this component in the accumulation of
metal ions by aquatic macrophytes. Finally, in the biological test material that was washed in
EDTA solution, the tendency of surface adsorption of Cu, Mn and Pb was observed, while Cr
and Zn are rapidly internalized in the tissues of macrophyte.
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Estudo da bioacumulação de cobre e chumbo pela macrófita aquática Eicchornia crassipes em solução hidropônica / Bioaccumulation study of copper and lead by the Eicchornia crassipes in hydroponic solutionSzymanski, Nayara 11 February 2011 (has links)
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Nayara Szymanski.pdf: 2166541 bytes, checksum: d5ebf09357be44af458b98aeeb5d43bc (MD5)
Previous issue date: 2011-02-11 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Aquatic macrophytes are known to remove heavy metals from the surface by adsorption or absorption and incorporate them into systems, in different ways. The main objective of this work is to study the multicomponent bioaccumulation of copper and lead by the living aquatic macrophyte Eicchornia crassipes. The experiments were performed in triplicate using about 30g healthy young plants and 5L Clark s hydroponic solution doped with non-toxic concentration of copper and lead metals combined. All experiments have been carried out in a greenhouse, for 20 days, monitoring the loss of water volume and adding deionized water as it was needed. Samples were performed in predetermined collection times (2, 4, 7, 12 and 20 days) to determined the metal content by the synchrotron radiation reflection X-ray fluorescence technique (SR-TXRF), and the measurements of SR-TXRF were performed at the Brazilian Light Synchrotron Laboratory (LNLS). It was observed that at least 90% metal concentration was removed of all experiments by bioaccumulation process, this indicates that the adsorption process is quick in roots, but slow if accumulation process takes place in aerial parts. The kinetics of biosorption that better fits the experimental data was Irreversible Langmuir for Cu and Pb, and Pseudo-first order and Pseudo-second order for Cu and Pb, respectively at the multicomponent experiment. / Macrófitas aquáticas são conhecidas por removerem metais pesados pela superfície, por adsorção ou absorção, e incorporá-los em seu sistema de diversas formas. O objetivo principal deste trabalho é estudar a remoção multicomponente de cobre e chumbo pela macrófita aquática flutuante Eicchornia crassipes viva. Experimentos foram realizados em triplicata, utilizando em média 30 gramas de plantas, jovens e sadias em 5L de solução hidropônica de Clark dosada a uma concentração não tóxica de metais cobre e chumbo em três combinações. Todos os experimentos foram conduzidos em estufa externa, durante 20 dias, monitorando-se o nível do volume de água pela adição de água deionizada quando necessário. Coletas de amostras foram feitas em tempos pré-determinados (2, 4, 7, 12 e 20 dias). A determinação das quantidades de metais foi feita utilizando-se da técnica de espectroscopia de Raios-X por Reflexão Total (SR-TXRF), e as medidas de SR-TXRF foram efetuadas no Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (LNLS). Foi observada redução de até 90% nos valores de concentração dos metais, nos experimentos realizados, indicando que cobre e chumbo foram removidos pela macrófita pelo processo de bioacumulação, ou seja, rápida adsorção pelas raízes e um lento processo de acumulação nas partes aéreas. As cinéticas de biossorção que melhor ajustaram-se aos dados experimentais foram de Langmuir Irreversível para Cu e Pb, e de Pseudo-primeira ordem e Pseudo-segunda ordem para Cu e Pb, respectivamente no experimento multicomponente.
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Estudo da redução de Cr(VI) usando espécies de macrófitas aquáticas vivas pela técnica de fluorescência de raios-X de alta resolução / Hexavalent chromium detoxification by living aquatic macrophites root-based biosorption using high resolution x-ray fluorescenceMartin, Neiva 08 October 2008 (has links)
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Neiva Martin.pdf: 2565426 bytes, checksum: 9ed40e36b9798ff30f3a52b416d705e9 (MD5)
Previous issue date: 2008-10-08 / In this work, the chromium ions bioaccumulation experiment was carried out using three species of aquatic macrophytes: Salvinia auriculata, Pistia stratiotes and Eicchornia crassipes, in order to confirm the hexavalent chromium detoxification during the biosorption process. Previously, a chromium speciation test based on chemical extraction of trivalent chromium from hexavalent chromium-doped hydroponic solutions was also performed at different pH, in order to verify if the nutritive solution pH could be responsible by the natural reduction of oxidation state on chromium before the biosorption process by the plants. No reduction from Cr(VI) to Cr(III) was observed at all solution pH. Based on the peculiar characteristics of High Resolution X-ray Fluorescence technique (HR-XRF), which allows to measure the X-ray Kß spectral line energy with good energy resolution (around 2,0 eV) for the transition metal region, the change on oxidation state of hexavalent chromium was possible to study through the Kß1,3, Kß2,5 and Kß spectral lines, which bring up information on chromium oxidation state and chemical environment. The HR-XRF measurements were performed at the XRD1 vacuum chamber available in the National Laboratory of Synchrotron Light, located near Campinas city. After collection, dry roots and chromium compound standard were prepared in compact disk by pressing. Each sample disk, spherical curved analyzer, and radiation detector were placed in a circle of Rowland within an arrangement of Johann. Another radiation detector was also used to monitoring of monochromatic X-ray beam intensity during the measurements. All the samples were irradiated by a 6.1 keV monochromatic X-ray beam. All the emission spectra were normalized to the monitor counts, and subtracted the organic matrix contribution and chromium absorption edge. Based on the spectral Kß2,5 peak intensity of roots and standard samples, the total chromium uptake concentration in plant was calculated, indicating that there is approximately 1.0 % of chromium per dry biomass after 27 days of experiment. When both Cr-Kß spectra of macrophytes roots with Cr(III) and Cr(VI) treatment were compared, their spectral Kß2,5 peak were identical in energy and width for the three aquatic plants, suggesting that the chromium reduction from hexavalent to trivalent form have occurred in all cases studied. The peak width at half maximum for Kß2,5 in all root samples were slightly larger than the chromium compound samples, which can be explained by the fact that there is the possibility to have different ligands to chromium ions inside the biological structure of roots. Based on these results, the chromium detoxification from hexavalent to trivalent form have actually happened during the biosorption of chromium into the macrophytes roots. Finally, these aquatic macrophytes have a great potential to detoxificate and accumulate of chromium ions that can be very useful to the metal removal from industrial effluents. / Neste trabalho foi feito o experimento de bioacumulação do cromo trivalente e hexavalente por três espécies de macrófitas aquáticas: Salvinia auriculata, Pistia stratiotes e Eicchornia crassipes, visando verificar a ocorrência do processo de redução do Cr(VI) durante a biossorção. Previamente, um teste de especiação de cromo baseado em extração química do cromo trivalente a partir de uma solução hidropônica dopada com cromo hexavalente, foi realizado em diferentes pHs, para verificar se o pH da solução nutritiva pode ser o responsável pela redução natural do estado de oxidação do cromo antes do processo de biossorção pelas plantas. Não foi observada a redução do Cr(VI) para Cr(III) no pH da solução de cultivo. Pelas características da técnica de Fluorescência de Raios-X de Alta Resolução em Energia (HR-XRF), que permite medir a energia das linhas espectrais de raios X Kß com alta resolução em energia (em torno de 2,0 eV) para a região dos metais de transição, foi possível estudar a mudança do estado de oxidação do cromo hexavalente através das linhas espectrais Kß1,3, Kß2,5 e Kß , que traz informação sobre o estado de oxidação do metal e seu ambiente químico. As medidas de HR-XRF foram realizadas na câmara de vácuo XRD1, no Laboratório Nacional de Luz Síncrotron, em Campinas. Após a coleta, discos compactados de raízes secas e padrões de compostos de cromo foram preparados. Cada disco de amostra, o analisador esférico, e o detector de radiação foram acomodados em um círculo de Rowland com arranjo de Johann. Durante as medidas, um detector foi usado para monitorar a intensidade do feixe de raios X monocromáticos incidentes. Todas as amostras foram irradiadas com feixe monocromático de 6,1 keV. Os espectros de emissão foram normalizados pelas contagens do monitor, e subtraída as contribuições da matriz orgânica e da borda de absorção do cromo. Baseado na intensidade da linha espectral Kβ2,5 das amostras de raízes e padrões, a concentração de cromo total nas plantas foi calculada, indicando que esta é de aproximadamente 1,0% por biomassa seca após 27 dias de experimento. Os espectros de emissão Cr-Kß das raízes das macrófitas tratadas com Cr(III) ou Cr(VI) foram comparados, e as suas linhas espectrais Kβ2,5 mostraram-se idênticas em energia e largura para as três plantas aquáticas, sugerindo que a redução do cromo, de hexavalente para trivalente, ocorreu em todos os casos estudados. A largura do pico para a linha espectral Kß2,5 em todas as amostras de raízes mostrou-se maior que nas amostras de compostos de cromo, o que pode ser explicado pelo fato de que é possível haver diferentes ligantes para o íon cromo na estrutura orgânica das raízes. Baseado nesses resultados, a redução do Cr(VI) para Cr(III) ocorreu durante o processo de biossorção do cromo pelas raízes das macrófitas aquáticas. Desta forma, verifica-se que estas macrófitas têm um grande potencial para detoxificar e acumular íons cromo, podendo ser utilizada com eficiência na remoção de metais em efluentes industriais.
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Aplicação de Bunodosoma Caissarum e Perna Perna para estudos de biomonitoramento de metais: caracterização da bioacumulação em microcosmos e dinâmica espacial na Baía de GuanabaraAnsari, Nafisa Rizzini 20 September 2016 (has links)
Submitted by Biblioteca de Pós-Graduação em Geoquímica BGQ (bgq@ndc.uff.br) on 2016-09-20T18:44:32Z
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Tese Nafisa Rizzini Ansari.pdf: 8620069 bytes, checksum: 16d148c878ee2d9445629dc9780642f5 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-20T18:44:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1
Tese Nafisa Rizzini Ansari.pdf: 8620069 bytes, checksum: 16d148c878ee2d9445629dc9780642f5 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Universidade Federal Fluminense. Instituto de Química. Programa de Pós-Graduação em Geociências - Geoquímica. Niterói, RJ / Os objetivos do presente estudo foram avaliar a anêmona-do-mar Bunodosoma
caissarum como espécie biomonitora da contaminação por metais para a Baía de
Guanabara (Rio de Janeiro, Brasil) e a região insular adjacente, comparando-a com
uma espécie tradicionalmente utilizada na região: o mexilhão Perna perna; além de
investigar a bioacumulação de Cd, Hg e Zn por B. caissarum e P. perna por meio de
experimentos de incubação em laboratório. A Baía de Guanabara é uma baía eutrófica
contaminada por diversos metais. A região insular adjacente é considerada menos
impactada por metais, porém esta é influenciada por aportes antrópicos, como os
efluentes dos emissários submarinos e a disposição de material dragado em locais
próximos a esta região. Bivalves, como o P. perna, são amplamente utilizados para o
biomonitoramento de metais na Baía de Guanabara. No entanto, a anêmona B.
caissarum pode ser uma alternativa em ambientes onde os mexilhões não são
abundantes ou não existem. Neste estudo, mediram-se as concentrações de metais
nos tecidos de B. caissarum e P. perna amostrados na Baía de Guanabara e na região
insular adjacente em 2013 e estas foram comparadas com concentrações medidas
nos mesmos locais em 2009. Os elementos Al, As, Ba, Cd, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb, Sn,
Ti, V e Zn foram determinados por espectrometria de massa com fonte de plasma
indutivamente acoplado (ICP-MS). Foi observada uma grande variabilidade espacial
e temporal nas concentrações dos metais nos tecidos de B. caissarum e P. perna. No
entanto, ambas as espécies foram capazes de bioacumular todos os elementos
estudados. Devido à abundância de B. caissarum na área de estudo e a sua
capacidade de bioacumular os metais estudados, sugere-se seu uso como biomonitor
de metais e seu potencial uso como biomonitor complementar para estudos de
biomonitoramento com mais de uma espécie de invertebrado, como P. perna. Com
esta finalidade, deve-se estudar melhor as características de bioacumulação de
metais de interesse ambiental e ecotoxicológico, como Hg, Cd e Zn, por B. caissarum
para possibilitar seu uso. Com este intuito, realizaram-se incubações com Hg, Cd e
Zn em microcosmos com B. caissarum e P. perna. Os espécimes foram incubados
com isótopos destes metais em aquários e as concentrações foram monitoradas
durante o período de incubação. O experimento com Hg investigou como B. caissarum
afeta a distribuição, metilação e volatilização de Hg adicionando-se o radiotraçador
203Hg a microcosmos com e sem B. caissarum. Mediu-se o Hg total e o metilmercúrio
(MeHg) por espectrometria gama e cintilação líquida respectivamente. Os espécimes
apresentaram um fator de bioconcentração de 70. Observou-se a produção de MeHg
em todos os microcosmos e uma maior volatilização de Hg nos microcosmos com B.
caissarum. Nos experimentos com Cd e Zn, spikes enriquecidos em 116Cd ou 68Zn
foram adicionados aos microcosmos com B. caissarum ou P. perna e as
concentrações foram medidas através do monitoramento de razões isotópicas. Os
fatores de bioconcentração para B. caissarum e P. perna expostos a 0,9 μg L-1 de
116Cd foram respectivamente 80,5 e 850 e em espécimes expostos a 1,4 μg L-1, 6,9
μg L-1 e 34,7 μg L-1 de 68Zn foram respectivamente 243, 398 e 340 em B. caissarum e
1789, 1238 e 621 em P. perna. As proteínas citosólicas associadas ao Cd e ao Zn
foram extraídas dos tecidos dos espécimes incubados e analisadas por cromatografia
de exclusão por tamanho e espectrometria de massa com fonte de plasma
indutivamente acoplado. Frações citosólicas associadas ao Cd e ao Zn foram
detectadas em ambas as espécies. Em todos os experimentos B. caissarum expeliu
secreções mucosas que continham os isótopos adicionados. Estes estudos
possibilitaram uma melhor compreensão das características de bioacumulação de Hg,
Cd e Zn pelas espécies estudadas e fornecem subsídios para sua aplicação em
estudos de biomonitoramento destes metais. / The objectives of this study were to evaluate the sea anemone Bunodosoma
caissarum as a biomonitor species for metal contamination in Guanabara Bay (Rio de
Janeiro, Brazil) and an adjacent island region, by comparing it with another species
traditionally used in the region: the mussel Perna perna. It was also to investigate the
uptake of Cd, Hg and Zn through laboratory incubation experiments with both species.
Guanabara Bay is an eutrophic bay contaminated by several metals. The adjacent
island region is considered less impacted by metals, although that region is influenced
by anthropic inputs, such as the effluents of submarine outfalls and the disposal of
dredged material from surrounding sites. Bivalves, such as P. perna, are widely used
for biomonitoring metal contamination in Guanabara Bay. However the sea anemone
B. caissarum can be an alternative in sites where the mussels are not abundant or do
not exist. In this study, metal concentrations were measured in the tissues of B.
caissarum and P. perna sampled in Guanabara Bay and adjacent islands in 2013 and
were compared to previous measurements in the same sites in 2009. The elements
Al, As, Ba, Cd, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb, Sn, Ti, V and Zn were determined by inductively
coupled plasma-mass spectrometry (ICP-MS). There was a great spatial and temporal
variability of metal concentrations in the tissues of B. caissarum and P. perna. Yet both
species were able to bioaccumulate all the studied elements. Due to the abundance of
B. Caissarum in the studied area and its capacity to bioaccumulate the studied
elements, its use as a biomonitor of metals is suggested and its potential use as a
complementary biomonitor. For this purpose, it is necessary to better understand the
bioaccumulation characteristics of metals of environmental and ecotoxicological
concern by B. caissarum. So, incubations were carried out with Hg, Cd and Zn in
microcosms with B. caissarum and P. perna. Specimens were incubated with isotopes
of these metals in aquariums and concentrations were monitored during an incubation
period. The Hg experiment investigated how B. caissarum affects Hg distribution,
methylation and volatilization by adding the radiotracer 203Hg to microcosms with and
without the sea anemone. Total Hg and methylmercury (MeHg) were measured
respectively by gamma spectrometry and liquid scintillation. Specimens presented a
bioconcentration factor of 70. There was MeHg production in all microcosms and a
higher Hg volatilization occurred in microcosms with B. caissarum. In Cd and Zn
experiments, enriched 116Cd or 68Zn spikes were added to microcosms with B.
caissarum or P. perna and concentrations were measured by monitoring isotope ratios.
Bioconcentration factors for B. caissarum and P. perna exposed to 0.9 μg L-1 of 116Cd
were respectively 80.5 and 850. In specimens exposed to 1.4 μg L-1, 6.9 μg L-1 and
34.7 μg L-1 of 68Zn those factors were respectively 243, 398 and 340 in B. caissarum
and 1789, 1238 and 621 for P. perna. Cytosolic proteins associated with Cd and Zn
from the tissues of the incubated specimens were extracted and analyzed by sizeexclusion
chromatography and inductively coupled plasma-mass spectrometry. Cd
and Zn-accumulating cytosolic fractions were detected in both species. In all
experiments B. caissarum expelled mucus secretions that contained the added
isotopes. These studies enabled a better understanding of the bioaccumulation
characteristics of Hg, Cd and Zn by the studied species and can contribute to their use
in biomonitoring studies with these metals.
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