As cianobactérias caracterizam-se como o grupo de micro-organismos fotoautotrófico mais abundante encontrado nas regiões polares. Representantes deste grupo realizam a fotossíntese oxigênica e também podem fixar o nitrogênio atmosférico. A maioria dos levantamentos da comunidade de cianobactérias na Antártica tem sido realizada apenas por meio de observações microscópicas de amostras ambientais. O isolamento de linhagens e consequentes estudos fisiológicos, bem como, análises independentes de cultivo ainda são escassos. Neste estudo a comunidade de cianobactérias de duas ilhas oceânicas da Antártica foi investigada utilizando abordagens moleculares dependentes e independentes de cultivo. O papel ecológico das cianobactérias como fornecedoras de formas assimiláveis de nitrogênio e o potencial genético para biossíntese de produtos naturais também foi avaliado. Sessenta e oito linhagens de cianobactérias foram isoladas a partir de diferentes substratos coletados. Elas pertencem às ordens Chroococcales, Pseudanabaenales, Oscillatoriales e Nostocales, famílias Xenococcaceae, Dermocarpellaceae, Pseudanabaenaceae, Oscillatoriaceae, Nostocaceae, Microchaetaceae e Rivulariaceae. Análises filogenéticas baseadas nas sequências de RNAr 16S dessas cianobactérias revelou a existência de agrupamentos: formado exclusivamente por sequência de linhagem isolada nesse trabalho; composto por sequências antárticas oriundas desse e de outros trabalhos desenvolvidos em outras regiões antárticas; e por sequências originárias de diversas regiões do mundo. Quarenta e uma linhagens apresentaram fragmento do gene nifH, responsável pela codificação do complexo enzimático da nitrogenase, o qual está envolvido na fixação biológica do nitrogênio (FBN). Formas unicelulares (Chroococcales), homocitadas (Pseudanabaenales e Oscillatoriales) e heterocitadas (Nostocales) apresentaram potencial genético para realização da FBN, e 18 delas foram submetidas aos testes de redução de acetileno (ARA) com alta sensibilidade de detecção. Todas as linhagens testadas exibiram alguma atividade em resposta a diferentes concentrações de oxigênio e/ou a luminosidade em diferentes condições de temperatura. Filogeneticamente, as sequências do gene nifH apresentaram três padrões distintos de agrupamento, o que pode estar relacionado aos eventos evolutivos envolvidos na distribuição e ou manutenção deste gene. A presença de genes e ou regiões intergênicas evidenciaram o elevado potencial genético dessas linhagens para sintetizar produtos naturais com interesse biotecnológico. A abundância no número de cópias do gene nifH relacionado às cianobactérias nas amostras de biofilme reforça a importância desse grupo de microorganismos como fornecedor de formas reduzidas de N para o ambiente antártico. A análise da comunidade de cianobactérias por meio do sequenciamento do RNAr 16S de DNA metagenômico evidenciou predominância de UTOs relacionadas às ordens Nostocales, Oscillatoriales e Pseudanabaenales, famílias Pseudanabaenaceae, Phormidiaceae, Nostocaceae e Rivulariaceae. A árvore filogenética contendo as sequências de cianobactérias cultivadas e não-cultivadas mostrou que somente parte da comunidade presente em biofilmes foi acessada por isolamento, indicando a complementariedade entre as duas abordagens utilizadas na análise da comunidade de cianobactérias / Cyanobacteria are characterized as the most abundant group of photoautotrophic microorganisms found in the polar regions. Members of this group perform oxygenic photosynthesis and many of them can also fix atmospheric nitrogen. Investigations on the cyanobacterial community have been made mainly applying microscopic observations of environmental samples. Cyanobacterial isolation, physiological studies and cultureindependent analyses are scarce. In this study the cyanobacterial community from two oceanic islands in Antarctica was investigated using culture-dependent and independent approaches. Also, the ecological role of this group of microorganisms as nitrogen-fixing organisms and the genetic potential for biosynthesis of natural products were evaluated. Sixty-eight cyanobacterial strains were isolated from different environmental samples. They belong to the orders Chroococcales, Pseudanabaenales, Oscillatoriales and Nostocales, families Xenococcaceae, Dermocarpellaceae, Pseudanabaenaceae, Oscillatoriaceae, Nostocaceae, Microchaetaceae and Rivulariaceae. Phylogenetic analyses based on 16S rRNA sequences of these cyanobacteria revealed the existence of groups: exclusively formed by sequence of strain isolated in this work; intermixed sequences from this and other studies developed in other Antarctic regions; and sequences originated from different regions of the world. Fortyone cultured strains possess the nifH gene fragment encoding the nitrogenase enzyme complex, which is related to the biological nitrogen fixation (BNF). Unicellular (Chroococcales), homocytous (Pseudanabaenales and Oscillatoriales) and heterocytous forms (Nostocales) showed genetic potential for BNF, and 18 of them were subjected to acetylene reduction assay (ARA) coupled with a sensitive laser photoacoustic ethylene detector. All strains tested exhibited some nitrogenase activity in response to different concentrations of oxygen and or irradiance under different temperature conditions. Phylogenetically, the nifH gene sequences showed three distinct grouping patterns that may be related to the evolutionary events involved in the distribution and or maintenance of this gene. The presence of genes and or intergenic regions in these cyanobacterial strains underscores the genetic potential of them to synthesize natural products with biotechnological interest.The abundance of nifH gene copies related to cyanobacteria in biofilm samples highlights the importance of this group of microorganisms as suppliers of N reduced forms for Antarctic environment. The analysis of the cyanobacteria community revealed by 16S rRNA sequencing of metagenomic DNA showed a predominance of OTUs related to orders Nostocales, Oscillatoriales and Pseudanabaenales, families Pseudanabaenaceae, Phormidiaceae, Nostocaceae and Rivulariaceae. The phylogenetic tree containing Antarctic sequences from cultivated and uncultivated cyanobacteria showed that only part of this community in biofilms has been accessed by isolation, indicating the complementarity between the two approaches used in the analysis of cyanobacterial community

A grande preocupação em estações de tratamento de água atualmente se deve a escolhas de tecnologias de tratamento inadequadas em relação às características do manancial de água explorado. Vários estudos têm mostrado que os processos que envolvem o tratamento por ciclo completo não são efetivos na eliminação dos efeitos gerados pela presença de algas e seus sub-produtos. A dupla filtração, tecnologia que emprega a filtração ascendente seguida de filtração rápida descendente, vem sendo muito estudada e utilizada no Brasil, principalmente para o tratamento de águas com altas concentrações de algas. O presente trabalho teve, como objetivo principal, verificar o tratamento da água do reservatório UHE Lajeado da cidade de Palmas-TO, utilizando a dupla filtração, a oxidação com cloro e a adsorção com carvão ativado pulverizado, visando principalmente à remoção de algas e possíveis subprodutos da oxidação. Para realização da pesquisa, foi montada uma instalação piloto de dupla filtração, composta pelas unidades de pré-cloração, adsorção em carvão ativado pulverizado, filtro ascendente em pedregulho e filtro rápido descendente de areia. Os filtros de pedregulho e de areia trabalharam com taxas de filtração de 120 e 180 m³/m².d, respectivamente. A água bruta utilizada no estudo apresentava concentrações de cianobactérias acima de 105 cel/mL. Os resultados encontrados mostraram que o sistema foi capaz de produzir água potável, atendendo aos padrões da portaria 518 do Ministério da Saúde, obtendo-se valores de turbidez na saída do filtro de areia sempre abaixo de 0,50 uT. Em todos os ensaios realizados houve remoção de cianobactérias e de clorofila-a acima de 99,0%, sendo que os filtros de pedregulho e de areia foram os principais responsáveis por esta remoção. O uso do carvão ativado pulverizado incrementou a remoção do carbono orgânico total. Não houve formação significativa dos subprodutos da desinfecção no efluente do filtro de areia, ficando os valores encontrados muito abaixo do máximo permitido pelas legislações brasileira e internacional. / One problem that frequently arises in water treatment plants is the inadequacy of the chosen treatment processes with respect to the source water quality. Several studies have shown that processes encompassing conventional water treatment have limited capability to remove compounds associated with algae and their by-products. In Brazil, a technology known as two-stage filtration has been studied and applied to the treatment of waters with high algae concentrations. The process employs two separated filters operated in sequence in the modes up and downflow. This research investigated the application of this technology, associated with chlorine oxidation and powdered activated carbon adsorption, for algae removal using water taken from UHE Lajeado, city of Palmas, TO. Also, the technology was applied for removal of potential by-products formed by reactions between chlorine and organic matter present in water. In order to carry out the research, a pilot installation was assembled. It was constituted by pre-oxidation and carbon adsorption columns, rapid-mix tank, and two-stage filtration. The gravel and sand filters operated up and downflow in sequence, with filtration rates of 120 and 180 m³/m².d, respectively. The input water had cyanobacteria concentrations higher than 105 cel/mL The observed results showed the pilot plant produced water in accordance with Brazilian standards, having turbidity levels lower than 0,5 uT. In all tests, cyanobacteria and chlorophyll removals were above 99% and the retention was achieved mostly by the gravel and sand filters. The use of powdered activated carbon caused an increase in the TOC removal. There was limited formation of by-products and those that were detected presented concentrations below international and Brazilian standards.

O trabalho apresenta resultados de um estudo sobre a dinâmica de cianobactérias e cianotoxinas e suas relações com variáveis climáticas, bióticas e abióticas do braço do reservatório da usina hidroelétrica Luiz Eduardo Magalhães (UHE Lajeado), em Palmas, Tocantins. O reservatório abrange 626 km2, extensão de 172 km, volume operacional de 4,9.109 m3, tempo de residência da água de 24 dias e uma área de drenagem de 184.219 km². O objetivo principal do estudo foi conhecer a dinâmica espacial e temporal de cianobactérias e cianotoxinas, bem como as suas implicações para o abastecimento público. Os resultados demonstraram que o ponto amostrado no período entre julho e dezembro de 2008, através do estudo de perfil vertical (PVJD), apresentou condições meso-eutróficas, com circulação do tipo polimítica, com estratificação transitória no final do período de seca e isotermia no período chuvoso. Os estudos nictemerais 1 (NIC-1), realizado em 29 de setembro de 2008, e 2 (NIC-2), realizado em 23 de março de 2009, comportaram-se sob condições climatológicas distintas, apresentando o segundo estudo características limnológicas inversas a do primeiro, marcadas principalmente pelas intrusões via tributários. As principais variáveis que influenciaram o padrão de distribuição das cianobactérias no sistema para os estudos foram: climáticas (ventos, precipitação e temperatura); físicas (turbidez e circulação térmica), e químicas (fósforo reativo solúvel e fósforo total). Em relação ao índice de estado trófico - IET, o ambiente foi classificado como eutrófico, para os estudos NIC-1 e 2, e oscilando entre mesotrófico e eutrófico em PVJD. O segundo estudo compreendeu uma avaliação mensal, entre os meses de janeiro de 2006 e dezembro de 2008. Os resultados demonstraram que o ponto 1 se comportou como ambiente em estado de meso-eutrofia, com regime de mistura polimítico, durante o ano de 2008. Neste mesmo ano, a temperatura do ar e a radiação solar foram as variáveis climáticas melhor correlacionadas positivamente com as variações de cianobactérias. Durante os períodos de estiagem dos três anos monitorados o nitrogênio total e o fósforo total definiram os padrões de distribuição de cianobactérias no ponto 1, através de razões inferiores a 10:1. Este ponto comportou-se como ambiente lêntico no período de estiagem, sofrendo influências do reservatório, e como ambiente lótico no período chuvoso, sob influências de fluxos do ribeirão Taquarussu Grande. O estudo também detectou a formação de três florações de cianobactérias no período de estiagem dos anos de 2007 e 2008 no ponto 1. A maior densidade de cianobactérias foi evidenciada em novembro de 2007 (28600 cél.mL-¹). A maior concentração de cianotoxinas ocorreu em julho de 2008, (>2,0 μg.L-¹ de microcistinas), nos pontos 1 e 3. Em relação à viabilidade para abastecimento público, os resultados de turbidez e clorofila-a sugerem a dupla-filtração como sendo a tecnologia capaz de remover cerca de 73,33% destas variáveis. De maneira geral, os dados obtidos neste trabalho sugerem a elaboração de um programa de avaliação sistemática destas toxinas e seus potenciais produtores nos pontos 1, 3, e foz do braço no reservatório. A modelagem ecológica subsidiaria a visualização de cenários futuros, e consequentemente, colaboraria na garantia da qualidade da água produzida pela empresa de abastecimento, no uso desta água para consumo humano. / This paper presents results of the study on the dynamic of cyanobacteria and cyanotoxins and their relationship with climatic, biotic and abiotic variables in the hydroelectric Luiz Eduardo Magalhães, Palmas (Tocantins-Brazil) reservoir. The reservoir has 626 km², is 172 km long, operating volume 4,9.109 m³, residence time 24 days, and adrainage area of 184.219 km². The main objective was to study the spatial and temporal dynamics of cyanobacteria and cyanotoxins, as well as its implications for public supply. The results showed that, between July and December 2008, the vertical profile of the studied site (PVJD) was meso-eutrophic, a polymictic mixing regime with stratification at the end of the dry season in a transitional period, and isotherm in the rainy season. Diel studies 1 (NIC-1) and 2 (NIC-2) revealed distinct climatic conditions, showed characteristics opposite, mainly by advection of intrusions via tributaries. In both occasions the main variables that affected the pattern of distribution of cyanobacteria were wind, precipitation and temperature), physical (turbidity, residence time, thermal circulation, orthophosphate and total phosphorus. The sampled area was classified as eutrophic, for studies NIC-1 and 2, and ranged from mesotrophic and eutrophic in PVJD. The second study included a monthly assessment, between January 2006 and December 2008. The results showed that sampling station 1 behaved as a meso-eutrophic environment in 2008. In that same year, the air temperature and solar radiation were the climatic variables that correlated most positively with changes in cyanobacteria. During the dry periods for the three monitored years the total nitrogen and total phosphorus defined the distribution patterns of cyanobacteria dynamics in the sampling station 1. This sampling station behaved as a lentic habitat in the dry season, associated with the reservoir, and as lotic in the rainy season, associated with the river Taquarussu Grande. The study also detected the occurrence of three cyanobacterial blooms in the dry season of the years 2007 and 2008 in section 1. The highest density of cyanobacteria was found in November 2007 (28600 cell.mL-¹). The highest concentration of cyanotoxins occurred in July 2008, (<2.0 μg.L-¹ microcystins) in sampling stations 1 and 3. Regarding the feasibility of this area for public supply, the results suggested the adoption of conventional treatment system. However, some peculiarities of water quality suggested that dual-filtration would be more adequate, due to the incoming effluents of the sewage treatment station Aureny in the sampling station 1. Overall, the data obtained throughout this study points to the maintenance of another two years of systematic evaluation of these toxins and their potential producers form sampling points1 and 3 to the estuary of the arm in the reservoir. The hydrological modelling of future scenarios will help to evaluate this area as source of water for human supply.

Made available in DSpace on 2014-07-29T16:22:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Carla Patricia P Alves.pdf: 1914575 bytes, checksum: 1e548e27bdfb0a8d68e317095b54fcc7 (MD5) Previous issue date: 2011-03-28 / The river-floodplain systems are environments submitted a lateral overflow of river channel due the rains and/or underground waters. They are controlled by the type of climate, morphology and local effects. The lowland lakes are also highly productive because of the rich sources of primary carbon. The sediments transport and suspended and dissolved matter are done by the rivers between the land and aquatic phases. These phases strongly influence nutrient cycling, primary and secondary production and decomposition. The phytoplankton dynamics in tropical floodplain lakes is as variable as the seasonal and isolation patterns of flooding. For this reason, the aims of this work were i) to assess the rotation influence of potamophase and limnophase upon the phytoplankton of the Curuai Lake (PA, Brazil) and about the connectivity between other lakes, and ii) to evaluate the phytoplankton dynamics in a nictemeral cycling related to changes in CO2 in water, and what phytoplankton groups which were most important in this process. The phytoplankton community and environmental variables of the floodplain lakes of the Curuai Lake were sampled in the potamophase and limnophase (2009) and in a nictemeral cycling (2010). The informations summarized were obtained through the principal component analysis (PCA), canonical correspondence analysis (CCA), redundancy analysis (RDA) and nonmetric multidimensional scaling (MDS). The community structure was different among the periods with greater richness, density and phytoplanktonic biovolume in limnophase. There was predominance of Cryptophyceae (mainly Cryptomonas brasiliensis Castro, Bicudo & Bicudo) in potamophase and Cyanophyceae [Dolichospermum circinalis (formerly Anabaena circinalis) (Rabenh. ex Bornet et Flah.) Wacklin et al.] in limnophase, both influenced by environmental variables. In addition, the high phytoplanktonic biomass was favored by the highs temperatures and also responsible by the CO2 depletion in water caused by photosynthesis, which is reflected for the high carbon content in phytoplankton organisms. Despite the entry of water in the floodplain that connects the lakes, these environmental were distinct in relation a phytoplankton composition and a limnological variables. The phytoplanktonic community in Curuai Lake showed daily variation of biovolume because of high temperature and light availability. The development of persistent cyanobacteria bloom, with species predominance of Dolichospermum genius [functional group H1, D. spiroides (formerly A. spiroides) (Klebahn) Wacklin et al.] and Microcystis protocystis Crow (functional group M) caused the CO2 depletion in lake surface layer during the period of increased photosynthesis. The cyanobacteria bloom occurred mainly due to the attributes of group, which became it expressive competitors in relation another microalgae ones. / Os sistemas rio-planície de inundação são ambientes sujeitos ao transbordamento lateral do canal do rio pelas chuvas e ou águas subterrâneas e são controlados pelo tipo de clima, morfologia e efeitos locais. Esses ambientes são também altamente produtivos por causa das ricas fontes de carbono primário. O transporte de sedimentos e matéria suspensa e dissolvida é feito pelos rios entre as fases terrestre e aquática, influenciando fortemente o ciclo de nutrientes, produção primária, secundária e decomposição. A dinâmica do fitoplâncton em lagos de planícies de inundação tropicais é tão variável quanto os padrões sazonais de alagamento e isolamento. Por esta razão, os objetivos deste trabalho foram: i) verificar a influência da alternância da potamofase e limnofase sobre o fitoplâncton do Lago Grande de Curuai (PA) e sobre a conectividade entre os lagos e ii) avaliar a dinâmica do fitoplâncton em um ciclo nictimeral relacionada às mudanças do CO2 na água, bem como quais grupos fitoplanctônicos desempenharam maior importância nesse processo. Para isto, a comunidade fitoplanctônica e variáveis ambientais dos lagos da várzea do Lago Grande de Curuai foram amostrados na potamofase e limnofase (2009) e num ciclo nictimeral (2010). A síntese das informações foram obtidas através de análise de componentes principais, análise de correspondência canônica, análise de redundância e escalonamento multidimensional não-métrico. A estrutura da comunidade foi distinta entre os períodos com maiores riqueza, densidade e biovolume fitoplanctônico na limnofase. Houve predomínio de Cryptophyceae (principalmente Cryptomonas brasiliensis Castro, Bicudo & Bicudo) na potamofase e Cyanophyceae [Dolichospermum circinalis (antes Anabaena circinalis) (Rabenh. ex Bornet et Flah.) Wacklin et al.] na limnofase, influenciadas pelas condições ambientais. Além disso, a alta biomassa fitoplanctônica foi favorecida pelas altas temperaturas e também responsável pela diminuição do CO2 na água pela fotossíntese, refletida pelo alto conteúdo de carbono no fitoplâncton. Apesar da entrada de água na várzea que conecta os lagos, os ambientes foram distintos quanto à composição do fitoplâncton e às variáveis limnológicas. A comunidade fitoplanctônica no Lago Grande de Curuai apresentou variação diária do biovolume propiciadas pela alta temperatura e disponibilidade de luz. O desenvolvimento de floração persistente de cianobactérias, com predomínio de espécies do gênero Dolichospermum [grupo funcional H1, destaque D. spiroides (antes A. spiroides) (Klebahn) Wacklin et al..) e de Microcystis protocystis Crow (grupo funcional M) causou a depleção de CO2 na camada superficial do lago durante o período de maior fotossíntese. A floração de cianobactérias ocorreu principalmente devido aos atributos desse grupo que o tornam competidores expressivos em relação aos demais grupos de microalgas.

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.

Florescimentos de cianobactérias têm sido cada vez mais frequentemente detectados em reservatórios do Estado de São Paulo, especialmente naqueles da bacia do Médio rio Tietê. A presença de cianobactérias pode acarretar prejuízos à qualidade da água nestes ambientes, em razão de seu potencial tóxico à biota aquática, incluindo riscos à saúde humana. O presente estudo teve por objetivo analisar a estrutura da comunidade zooplanctônica de três reservatórios do Médio rio Tietê, SP (Barra Bonita, Bariri e Ibitinga) e sua relação com as cianobactérias presentes nas florações, com ênfase nos efeitos da toxicidade destas sobre o dafinídeo Ceriodaphnia silvestrii, uma espécie nativa. Para tanto, amostragens foram realizadas nos períodos de junho e setembro de 2008, e janeiro e maio de 2009. Foram efetuadas medições de diversos parâmetros físicos, químicos e biológicos em cada reservatório. As florações de cianobactérias foram coletadas com redes de plâncton, e armazenadas para análise e quantificação de cianotoxinas e também para a realização de ensaios ecotoxicológicos. Verificou-se que a comunidade zooplanctônica dos reservatórios é dominada por copépodos e rotíferos na maior parte das camadas de água dos reservatórios. Os copépodes Cyclopoida foram mais abundantes que os Calanoida, com grande representatividade de formas jovens (náuplios e copepoditos). A espécie de Cladocera Bosminam longirostris e grande parte das espécies de rotifera, como Brachionus calyciflorus foram frequentes em todas as represas, indicando que podem ter estratégias para coexistir com as toxinas dos blooms de cianobactérias. As concentrações de microcistinas LR foram detectadas em todas as amostras de florações dos reservatórios do médio rio Tietê, com concentrações variando e 18,2 a 100 \'mü\'g/L. Os testes de toxicidade aguda revelaram que os extratos brutos das florações de cianobactérias foram tóxicos ao dafínideo Ceriodaphnia silvestrii, provocando inibição dos movimentos natatórios mesmo em baixas concentrações de microcistina-LR, podendo portanto influenciar negativamente a biota aquática. / Cyanobacteria blooms are increasingly being detected in São Paulo state reservoirs, particularly in those of middle Tietê river basin. The presence of cyanobacteria can cause deterioration of water quality in these systems due to its potential toxicity to the aquatic biota, and also risks to human health. The aim of the present srtudy was to analyse the structure of the zooplankton community in three reservoirs placed in middle Tietê river basin, SP (Barra Bonita, Bariri and Ibitinga) and its relationships with blooms of cyanobacteria, with emphasis on its toxic effects upon the daphnid Ceriodaphnia silvestrii, a native species. Sampling was carried out in June and September 2008 and January and May 2009. Measurements of several physical, chemical and biological parameters were carried out in each reservoir. Samples of cyanobacteria blooms were taken with phytoplankton nets and properly kept for posterior analysis of species composition, cyanotoxin quantification and also for acute toxicity testing. It was found that zooplankton communities in the reservoirs are dominated by rotifers and copepods in most of the water layers sampled. The cyclopoid copepods were more abundant than calanoid ones with great representativiness of the young forms (nauplii and copepodids). The Cladocera species Bosmina longirostris and some species of Rotifera as Brachionus calyciflorus were frequent in all reservoirs, indicating that they might have strategies to cope with the cyanobacteria bloom toxicity. Microcystin LR concentrations were detected in all samples of blooms from Middle Tietê River reservoirs with concentrations varying from 18,2 to 100 \'mü\'g/ L. Acute toxicity tests revealed that raw extracts from cyanobacteria scums were toxic to the daphnid Ceriodaphnia silvestrii, causing immobilization of natatory movements even at low LR microcystin concentrations, thus negatively affecting the aquatic biota.

Considerando o aumento da ocorrência de florações de cianobactérias e a possibilidade de formação de subprodutos em diversos mananciais destinados ao consumo humano, este trabalho teve como objetivo, avaliar a remoção de células e subprodutos de Microcystis spp. pelos processos de dupla filtração com filtração ascendente em pedregulho e de filtração descendente em areia, oxidação e adsorção com carvões ativados pulverizado e granular. Na fase 1 foram realizados ensaios de bancada para estabelecimento das condições operacionais dos ensaios a serem realizados em instalação piloto, utilizando-se água de estudo preparada com adição de cultura de cepa tóxica de Microcystis spp. e ou extrato de microcistinas. Em seguida, foram realizados ensaios em instalação piloto de escoamento contínuo para águas de estudo preparadas com adição de cultura de cepa tóxica de Microcystis spp. e de extrato de microcistinas – fase 2 e de material coletado no reservatório de Barra Bonita – SP - fase 3. A concepção de dupla filtração utilizada mostrou ser bastante eficiente na remoção de células de Microcystis spp. e, consequentemente, de microcistinas intracelulares, porém, a remoção ou degradação de microcistinas extracelulares só foi significativa com o emprego de processos complementares de oxidação e ou adsorção. Para as águas de estudo empregadas, não houve formação expressiva de subprodutos organohalogenados nos efluentes dos processos de tratamento, após serem submetidas à cloração e tempo de contato de 1 dia. Adicionalmente, foram realizados estudos prospectivos no sentido de avaliar a toxicidade de extrato, águas de estudo e efluentes dos processos de tratamento por meio de bioensaios com cladóceros e camundongos, além de biomonitoramento com a espécie de peixe Danio rerio. / Considering the increase in the frequency of cyanobacterial blooms and the possibility of by-product formation in water supply sources for human consumption, this work was carried out in order to evaluate the removal of cells and by-products of Microcystis spp. using the processes of double filtration (gravel upflow filtration of coagulated water followed by rapid sand downflow filtration), oxidation and adsorption in powdered and granular activated carbons. Bench scale assays were performed in phase 1 to determine the operational conditions of the tests to be performed in a continuous flow pilot plant, using a study water prepared with filtered water in the water treatment plant 2 of Sao Carlos and culture of a toxic strain of Microcystis spp. and/or microcystins extract. Based on the conditions stated in phase 1, phase 2 was carried out by performing tests in the pilot plant for study waters prepared with culture of toxic strain of Microcystis spp. and phase 3 of microcystins extract from material collect in the de Barra Bonita – SP reservoir. The double filtration system used resulted very efficient concerning the removal of cells of Microcystis spp., but, on the other hand, the removal or degradation of extracellular microcystins was significant with the use of complementary processes such as oxidation and or activated carbon adsorption. With regards to the waters studied, there wasn’t significant formation of by-products due to the oxidation of the effluent of each combination of processes, when submitted to chlorination with detention time of 1 day. Additionally, it was observed the toxicity effect by bioassays with crustaceans and mices, besides Danio rerio fish screening.

O Complexo Lagunar de Jacarepaguá, localizado no município do Rio de Janeiro, região sudeste do Brasil, é formado pelas lagunas de Jacarepaguá, Camorim, Tijuca e Marapendi. Estas lagunas estão interligadas ao mar pelo canal da Joatinga e têm como afluentes rios e canais que vertem dos maciços da Tijuca e da Pedra Branca. Recebem esgotos sanitários e efluentes industriais, além de contribuições difusas de águas de drenagem e circulação das massas de águas de várias origens, com elevada carga de poluição. A eutrofização cultural aliada aos processos de evolução de ecossistemas costeiros produziu um estado de degradação destas águas com constantes florações de cianobactérias potencialmente tóxicas. O presente estudo tem como objetivo avaliar a ocorrência das cianobactérias (Classe Cyanophyceae) no Complexo Lagunar de Jacarepaguá e corroborar a hipótese de serem boas indicadoras de qualidade ambiental de águas salobras. Foi realizado um monitoramento ambiental nas lagunas de Jacarepaguá, Camorim, Tijuca e Marapendi, nos anos de 2004 a 2006, sendo analisados parâmetros físicos, químicos e biológicos. Os resultados obtidos demonstraram a dominância e a persistência das cianobactérias em elevadas concentrações de nutrientes, caracterizando a hipereutrofização dessas lagunas. As estratégias ecológicas das cianobactérias garantiram sua dominância em quase todo o período amostral e demonstraram ser um refinado sensor das variáveis ambientais. A salinidade não foi um fator de limitação ao desenvolvimento desses microorganismos. Desta forma, este estudo, oferece subsídios para gestão de recursos hídricos, corroborando com a legislação CONAMA 357/05-MMA, na sugestão de indicação deste parâmetro de qualidade ambiental também para ambientes salobros na classe 1. / The Jacarepaguá Lagoon Complex, located in the state of the Rio of Janeiro, in Southeast of Brazil, is formed by the lagoons of Jacarepaguá, Camorim, Tijuca and Marapendi. These lagoons are interconnected to the sea by the Joatinga canal and receive contribution from tributary rivers and channels that come from Tijuca and Pedra Branca massifs. They receive industrial and domestic effluents, including diffuse contributions of the drainage basin, as well as water circulation from several origins, with a high pollution load. The cultural eutrophication associated with coastal ecosystems evolution processes, have produced a state of degradation of these waters with frequent waterblooms of potentially toxic cyanobacteria. The objective of the present study is to evaluate the presence of Cyanobacteria (Class Cyanophyceae) in the Jacarepaguá Lagoon Complex and also to corroborate the hypothesis of using them as a good bioindicators of environmental quality in brackish waters. An environmental monitoring program has been carried out in the lagoons of Jacarepaguá, Camorim, Tijuca and Marapendi from 2004 to 2006, including physical, chemical and biological parameters analysis. The results showed the dominance and persistence of Cyanobacteria at high concentrations of nutrients, characterizing the hypereutrofication of these lagoons. The ecological strategies of Cyanobacteria were responsible for their dominance in almost the whole period of study and demonstrated that they can be used as a good sensor of environmental variables. The salinity did not demonstrate to be a limiting factor to the development of these microorganisms. In this way, this study provides subsidies for water resources management, corroborating with Brazilian legislation (CONAMA 357/05- MMA) suggesting the inclusion of Cyanobacteria as a parameter of environmental quality in brackish environments classified as Class 1.

O Complexo Lagunar de Jacarepaguá, localizado no município do Rio de Janeiro, região sudeste do Brasil, é formado pelas lagunas de Jacarepaguá, Camorim, Tijuca e Marapendi. Estas lagunas estão interligadas ao mar pelo canal da Joatinga e têm como afluentes rios e canais que vertem dos maciços da Tijuca e da Pedra Branca. Recebem esgotos sanitários e efluentes industriais, além de contribuições difusas de águas de drenagem e circulação das massas de águas de várias origens, com elevada carga de poluição. A eutrofização cultural aliada aos processos de evolução de ecossistemas costeiros produziu um estado de degradação destas águas com constantes florações de cianobactérias potencialmente tóxicas. O presente estudo tem como objetivo avaliar a ocorrência das cianobactérias (Classe Cyanophyceae) no Complexo Lagunar de Jacarepaguá e corroborar a hipótese de serem boas indicadoras de qualidade ambiental de águas salobras. Foi realizado um monitoramento ambiental nas lagunas de Jacarepaguá, Camorim, Tijuca e Marapendi, nos anos de 2004 a 2006, sendo analisados parâmetros físicos, químicos e biológicos. Os resultados obtidos demonstraram a dominância e a persistência das cianobactérias em elevadas concentrações de nutrientes, caracterizando a hipereutrofização dessas lagunas. As estratégias ecológicas das cianobactérias garantiram sua dominância em quase todo o período amostral e demonstraram ser um refinado sensor das variáveis ambientais. A salinidade não foi um fator de limitação ao desenvolvimento desses microorganismos. Desta forma, este estudo, oferece subsídios para gestão de recursos hídricos, corroborando com a legislação CONAMA 357/05-MMA, na sugestão de indicação deste parâmetro de qualidade ambiental também para ambientes salobros na classe 1. / The Jacarepaguá Lagoon Complex, located in the state of the Rio of Janeiro, in Southeast of Brazil, is formed by the lagoons of Jacarepaguá, Camorim, Tijuca and Marapendi. These lagoons are interconnected to the sea by the Joatinga canal and receive contribution from tributary rivers and channels that come from Tijuca and Pedra Branca massifs. They receive industrial and domestic effluents, including diffuse contributions of the drainage basin, as well as water circulation from several origins, with a high pollution load. The cultural eutrophication associated with coastal ecosystems evolution processes, have produced a state of degradation of these waters with frequent waterblooms of potentially toxic cyanobacteria. The objective of the present study is to evaluate the presence of Cyanobacteria (Class Cyanophyceae) in the Jacarepaguá Lagoon Complex and also to corroborate the hypothesis of using them as a good bioindicators of environmental quality in brackish waters. An environmental monitoring program has been carried out in the lagoons of Jacarepaguá, Camorim, Tijuca and Marapendi from 2004 to 2006, including physical, chemical and biological parameters analysis. The results showed the dominance and persistence of Cyanobacteria at high concentrations of nutrients, characterizing the hypereutrofication of these lagoons. The ecological strategies of Cyanobacteria were responsible for their dominance in almost the whole period of study and demonstrated that they can be used as a good sensor of environmental variables. The salinity did not demonstrate to be a limiting factor to the development of these microorganisms. In this way, this study provides subsidies for water resources management, corroborating with Brazilian legislation (CONAMA 357/05- MMA) suggesting the inclusion of Cyanobacteria as a parameter of environmental quality in brackish environments classified as Class 1.

Considerando o aumento da ocorrência de florações de cianobactérias e a possibilidade de formação de subprodutos em diversos mananciais destinados ao consumo humano, este trabalho teve como objetivo, avaliar a remoção de células e subprodutos de Microcystis spp. pelos processos de dupla filtração com filtração ascendente em pedregulho e de filtração descendente em areia, oxidação e adsorção com carvões ativados pulverizado e granular. Na fase 1 foram realizados ensaios de bancada para estabelecimento das condições operacionais dos ensaios a serem realizados em instalação piloto, utilizando-se água de estudo preparada com adição de cultura de cepa tóxica de Microcystis spp. e ou extrato de microcistinas. Em seguida, foram realizados ensaios em instalação piloto de escoamento contínuo para águas de estudo preparadas com adição de cultura de cepa tóxica de Microcystis spp. e de extrato de microcistinas – fase 2 e de material coletado no reservatório de Barra Bonita – SP - fase 3. A concepção de dupla filtração utilizada mostrou ser bastante eficiente na remoção de células de Microcystis spp. e, consequentemente, de microcistinas intracelulares, porém, a remoção ou degradação de microcistinas extracelulares só foi significativa com o emprego de processos complementares de oxidação e ou adsorção. Para as águas de estudo empregadas, não houve formação expressiva de subprodutos organohalogenados nos efluentes dos processos de tratamento, após serem submetidas à cloração e tempo de contato de 1 dia. Adicionalmente, foram realizados estudos prospectivos no sentido de avaliar a toxicidade de extrato, águas de estudo e efluentes dos processos de tratamento por meio de bioensaios com cladóceros e camundongos, além de biomonitoramento com a espécie de peixe Danio rerio. / Considering the increase in the frequency of cyanobacterial blooms and the possibility of by-product formation in water supply sources for human consumption, this work was carried out in order to evaluate the removal of cells and by-products of Microcystis spp. using the processes of double filtration (gravel upflow filtration of coagulated water followed by rapid sand downflow filtration), oxidation and adsorption in powdered and granular activated carbons. Bench scale assays were performed in phase 1 to determine the operational conditions of the tests to be performed in a continuous flow pilot plant, using a study water prepared with filtered water in the water treatment plant 2 of Sao Carlos and culture of a toxic strain of Microcystis spp. and/or microcystins extract. Based on the conditions stated in phase 1, phase 2 was carried out by performing tests in the pilot plant for study waters prepared with culture of toxic strain of Microcystis spp. and phase 3 of microcystins extract from material collect in the de Barra Bonita – SP reservoir. The double filtration system used resulted very efficient concerning the removal of cells of Microcystis spp., but, on the other hand, the removal or degradation of extracellular microcystins was significant with the use of complementary processes such as oxidation and or activated carbon adsorption. With regards to the waters studied, there wasn’t significant formation of by-products due to the oxidation of the effluent of each combination of processes, when submitted to chlorination with detention time of 1 day. Additionally, it was observed the toxicity effect by bioassays with crustaceans and mices, besides Danio rerio fish screening.