A contaminação de corpos d\'água por fármacos é um tema de extrema relevância, tendo em vista problemas como a escassez de água, florações de cianobactérias tóxicas e lançamentos clandestinos de efluentes domésticos. Sendo assim, este trabalho teve como objetivo determinar a presença de cafeína (CAF), fluoxetina (FLX), levotiroxina (LVX) e bezafibrato (BZF) em mananciais do estado de São Paulo, bem como avaliar a toxicidade desses compostos à cianobactéria Microcystis aeruginosa LTPNA 08. Um método por LC-MS/MS foi desenvolvido e validado, de acordo com a RDC nº 166 da ANVISA, para a detecção de CAF, FLX, LVX e BZF em amostras ambientais. As represas Guarapiranga e Billings, bem como os rios Taiçupeba, Sorocaba, Baixo Cotia, Grande e Paraíba foram monitorados de abril a setembro de 2017. A toxicidade dos fármacos foi avaliada por meio do monitoramento do crescimento, produção de microcistinas e viabilidade celular da cianobactéria M. aeruginosa LTPNA 08. CAF foi detectada em todas as amostras analisadas, com concentrações que variaram de 6,6 ng.L-1 a 16,47 µg.L-1. No Rio Cotia foram verificadas as maiores concentrações de CAF, FLX e BZF (16,47 µg.L-1; 3,5 ng.L-1 e 322 ng.L-1, respectivamente). A LVX, cujos produtos de biotransformação não foram monitorados, não foi detectada em nenhuma amostra analisada. A concentração de 50 µg.L-1 de FLX inibiu o crescimento da cianobactéria em 82,3% (CE50: 31,4 µg.L-1). Em relação à produção de microcistinas totais, os fármacos inibiram a liberação da fração extracelular para a maior concentração testada ao longo do tempo de monitoramento, embora não tenham demonstrado efeito sobre a viabilidade celular. Sendo assim, considerando-se que fármacos estão presentes nos mananciais monitorados no estado de São Paulo e que a FLX pode causar efeito sobre a M. aeruginosa, os efeitos decorrentes da exposição a concentrações ambientais contínuas e cumulativas de fármacos em corpos d\'água devem ser estudados. Além disso, uma vez que a ocorrência destas substâncias e outros contaminantes antropogênicos no ambiente aquático natural é uma questão emergente devido aos efeitos adversos potenciais que estes compostos representam para a vida aquática e os seres humanos, os tipos e níveis destes compostos, que têm um impacto maior na qualidade da água, deve ser constantemente monitorada. Práticas de gestão que investem em saneamento e na redução da descarga de efluentes não tratados, e um plano de proteção de recursos hídricos com o objetivo de garantir a segurança da água seriam medidas essenciais para reduzir o aporte de contaminantes nos corpos d\'água do estado de São Paulo. / Contamination of water bodies by drugs is a subject of extreme relevance considering related problems such as water scarcity, harmful cyanobacterial blooms and discharge of untreated domestic effluents. Therefore, the aim of this work was to determine the presence of caffeine (CAF), fluoxetine (FLX), levothyroxine (LVX) and bezafibrate (BZF) in springs in the State of São Paulo, and to evaluate the toxicity of these compounds in cyanobacteria Microcystis aeruginosa LTPNA 08. A LC-MS/MS method was developed and validated according to RDC nº 166 of ANVISA to assess the concentration of CAF, FLX, LVX and BZF in environmental samples. Guarapiranga and Billings reservoirs, as well as the Taiçupeba, Sorocaba, Baixo Cotia, Grande and Paraíba rivers were monitored from April to September 2017.The drugs toxicity in M. aeruginosa LTPNA 08 was assessed by monitoring their effects on cyanobacterial growth, microcystins production and cell viabilityby flow cytometry. CAF was detected in all analyzed samples at concentrations ranging from 6.6 ng to 16.47 µg.L-1.Among studied sites, Cotia river showed the highest concentrations of CAF, FLX and BZF (16.47 µg.L-1, 3.5 ng.L-1 and 322 ng.L-1, respectively). LVX, which biotransformation products were not monitored, was not detected in any of the analyzed samples. Regarding the drugs toxicity, 50 µg.L-1 of FLX inhibited the cyanobacterial grow thin 82.3% (EC50 of 31.4 µg.L-1). Although no effect on cell viability was seen by flow cytometry, the highest concentrations of all compounds tested were able to inhibit the release of microcystins. Therefore, considering that some of the drugs monitored showed to be present in water sources in São Paulo State and that FLX affects cyanobacteria M. aeruginosa growth, the effects of continuous and cumulative exposure at environmental drug concentrations of in water bodies should be evaluated. Also, since the occurrence of these substances and other anthropogenic contaminants in the natural aquatic environment is an emerging issue due to the potential adverse effects these compounds pose to aquatic life and humans, thet ypes and levels of these compounds, which have a greater impact on water quality, should be constantly monitored. Management practices investing in sanitation and in reducing discharge of untreated effluents, as well as a plan for water resources protection with the goal of ensuring water security would be essential measures in reducing drugs loading into water bodies situated in São Paulo State.

Apesar dos diversos estudos sobre a presença de cianobactérias e a correlação entre fatores ambientais que influenciam ou desencadeiam florações, é ainda incipiente a informação sobre o controle fisiológico e bioquímico da produção de metabólitos secundários, cianotoxinas e compostos orgânicos voláteis (COVs) nestes organismos. Os COVs mais comumente encontrados em cianobactérias são a geosmina e o 2- metil-isoborneol, compostos que resistem ao tratamento convencional da água, causam mau cheiro e alteram seu gosto, além de bioacumular em peixes e moluscos. Estudos sobre possíveis sistemas de competição (alelopatia) entre linhagens de cianobactérias, ou entre elas e outros organismos, podem contribuir para elucidação do papel da produção de COVs por cianobactérias. Dessa forma, os objetivos deste projeto foram (i) prospectar a produção de COVs e seus efeitos na auto-regulação fisiológica em cianobactérias mantidas em laboratório; e (ii) desenvolver um método analítico, por microextração em fase sólida (SPME) e cromatografia em fase gasosa com detecção por espectrometria de massas (GC-MS), para a determinação destes compostos. Foram realizados ensaios para avaliar os perfis de produção dos COVs em duas linhagens de M. aeruginosa em diferentes fases de crescimento, sob diferentes intensidades luminosas (50, 150 e 250 ?µmol.fótons.m-2.s-1) e também ao longo do ritmo circadiano, avaliando a influência dos períodos claro e escuro. Para avaliar efeitos alelopáticos, exsudatos de uma linhagem de M. aeruginosa produtora de microcistinas foram testados em culturas de outra linhagem de M. aeruginosa não produtora de toxinas por meio de técnicas tradicionais de cultivo com monitoramento do crescimento. Na análise da produção de COVs, por GC-MS, observou-se que se destacam, majoritariamente, os compostos α-ciclocitral, &#946-ciclocitral e β-ionona, sendo o β-ciclocitral o mais abundante, em todas as condições testadas, para as ambas as linhagens estudadas. A linhagem não toxigênica, no entanto, apresentou produção mais elevada de todos os compostos identificados. Dentre as intensidades luminosas testadas, a intensidade de 250 µmol.fótons.m-2s-1 foi a que apresentou a maior taxa de crescimento para a linhagem LTPNA 08 e relação negativa entre o aumento da irradiância e a produção de β-ciclocitral. Foram identificadas, também, variações na produção dos compostos α-ciclocitral, β-ciclocitral e β-ionona nas linhagens ao longo do ritmo circadiano, sendo as maiores concentrações encontradas no período escuro. Observou-se morte celular e redução na produção de COVs 24 horas após adição de exsudatos pertencentes à linhagem de M. aeruginosa toxigênica em cultivos da linhagem não-toxigênica. Sendo assim, pode-se inferir que a produção dos COVs pode sofrer alterações qualitativas e quantitativas dependendo do estímulo ambiental presente, tanto por interações bióticas (com outros organismos e ritmo circadiano), quanto por fatores abióticos (intensidade luminosa). / There are several studies on the presence of cyanobacteria and the correlation between environmental factors that may influence or trigger blooms. However, information concerning the physiological and biochemical control of the production of secondary metabolites, toxins and volatile organic compounds (VOC) by cyanobacteria is poorly understood. Geosmin and 2-methyl-isoborneolare are commonly found VOC in cyanobacteria, they resist to conventional water treatment and can cause bad smell and taste in the final water. In addition, VOC can bioaccumulate in fish and shellfish. Studies on possible competition systems (allelopathy) either among strains of cyanobacteria or among them and other organisms such as green microalgae, may help to elucidate the role of VOC production by cyanobacteria. Thus, the main objectives of this study are: (i) prospect the production of VOCs and their effects on physiological self-regulation in cyanocrobacteria kept in the laboratory; and (ii) to develop an analytical method, by solid phase microextraction (SPME) and gas chromatography with mass spectrometry detection (GC-MS), for the determination of these compounds. The assays were carried out to evaluate the production profiles of VOCs in two strains of M. aeruginosa at different growth stages under different light intensities (50, 150 and 250 µmol.fótons.m-2.s-1) and also along of the circadian rhythm, evaluating the influence of light and dark periods. To assess allelopathic effects, exudates from a microcystin-producing strain of M. aeruginosa were tested on cultures of another non-toxin producing M. aeruginosa strain by traditional growth monitoring culture techniques. In the analysis of VOC production by GC-MS, it was observed that α-cyclocyclal, β-cyclocyclal and β-ionone compounds were the most prominent, with β-cyclocitral being the most abundant in all conditions tested, for both strains studied. The non-toxigenic lineage, however, showed higher production of all the identified compounds. Among the light intensities tested, the intensity of 250 µmol.fótons.m-2s-1 was the one with the highest growth rate and positive relation between the irradiance increase and the β-cyclocitral production. Variations in the production of the α-cyclocyclal, β-cyclocyclal and β-ionone compounds were also identified in the lines along the circadian rhythm, being the highest concentrations found in the dark period. Cell death and reduction in VOC production were observed 24 hours after addition of exudates belonging to the toxigenic M. aeruginosa lineage in cultures of the non-toxigenic lineage. Thus, it can be inferred that the production of VOCs can undergo qualitative and quantitative changes depending on the environmental stimulus present, both by biotic interactions (with other organisms and circadian rhythm) and by abiotic factors (luminous intensity).

Apesar dos diversos estudos sobre a presença de cianobactérias e a correlação entre fatores ambientais que influenciam ou desencadeiam florações, é ainda incipiente a informação sobre o controle fisiológico e bioquímico da produção de metabólitos secundários, cianotoxinas e compostos orgânicos voláteis (COVs) nestes organismos. Os COVs mais comumente encontrados em cianobactérias são a geosmina e o 2- metil-isoborneol, compostos que resistem ao tratamento convencional da água, causam mau cheiro e alteram seu gosto, além de bioacumular em peixes e moluscos. Estudos sobre possíveis sistemas de competição (alelopatia) entre linhagens de cianobactérias, ou entre elas e outros organismos, podem contribuir para elucidação do papel da produção de COVs por cianobactérias. Dessa forma, os objetivos deste projeto foram (i) prospectar a produção de COVs e seus efeitos na auto-regulação fisiológica em cianobactérias mantidas em laboratório; e (ii) desenvolver um método analítico, por microextração em fase sólida (SPME) e cromatografia em fase gasosa com detecção por espectrometria de massas (GC-MS), para a determinação destes compostos. Foram realizados ensaios para avaliar os perfis de produção dos COVs em duas linhagens de M. aeruginosa em diferentes fases de crescimento, sob diferentes intensidades luminosas (50, 150 e 250 ?µmol.fótons.m-2.s-1) e também ao longo do ritmo circadiano, avaliando a influência dos períodos claro e escuro. Para avaliar efeitos alelopáticos, exsudatos de uma linhagem de M. aeruginosa produtora de microcistinas foram testados em culturas de outra linhagem de M. aeruginosa não produtora de toxinas por meio de técnicas tradicionais de cultivo com monitoramento do crescimento. Na análise da produção de COVs, por GC-MS, observou-se que se destacam, majoritariamente, os compostos α-ciclocitral, &#946-ciclocitral e β-ionona, sendo o β-ciclocitral o mais abundante, em todas as condições testadas, para as ambas as linhagens estudadas. A linhagem não toxigênica, no entanto, apresentou produção mais elevada de todos os compostos identificados. Dentre as intensidades luminosas testadas, a intensidade de 250 µmol.fótons.m-2s-1 foi a que apresentou a maior taxa de crescimento para a linhagem LTPNA 08 e relação negativa entre o aumento da irradiância e a produção de β-ciclocitral. Foram identificadas, também, variações na produção dos compostos α-ciclocitral, β-ciclocitral e β-ionona nas linhagens ao longo do ritmo circadiano, sendo as maiores concentrações encontradas no período escuro. Observou-se morte celular e redução na produção de COVs 24 horas após adição de exsudatos pertencentes à linhagem de M. aeruginosa toxigênica em cultivos da linhagem não-toxigênica. Sendo assim, pode-se inferir que a produção dos COVs pode sofrer alterações qualitativas e quantitativas dependendo do estímulo ambiental presente, tanto por interações bióticas (com outros organismos e ritmo circadiano), quanto por fatores abióticos (intensidade luminosa). / There are several studies on the presence of cyanobacteria and the correlation between environmental factors that may influence or trigger blooms. However, information concerning the physiological and biochemical control of the production of secondary metabolites, toxins and volatile organic compounds (VOC) by cyanobacteria is poorly understood. Geosmin and 2-methyl-isoborneolare are commonly found VOC in cyanobacteria, they resist to conventional water treatment and can cause bad smell and taste in the final water. In addition, VOC can bioaccumulate in fish and shellfish. Studies on possible competition systems (allelopathy) either among strains of cyanobacteria or among them and other organisms such as green microalgae, may help to elucidate the role of VOC production by cyanobacteria. Thus, the main objectives of this study are: (i) prospect the production of VOCs and their effects on physiological self-regulation in cyanocrobacteria kept in the laboratory; and (ii) to develop an analytical method, by solid phase microextraction (SPME) and gas chromatography with mass spectrometry detection (GC-MS), for the determination of these compounds. The assays were carried out to evaluate the production profiles of VOCs in two strains of M. aeruginosa at different growth stages under different light intensities (50, 150 and 250 µmol.fótons.m-2.s-1) and also along of the circadian rhythm, evaluating the influence of light and dark periods. To assess allelopathic effects, exudates from a microcystin-producing strain of M. aeruginosa were tested on cultures of another non-toxin producing M. aeruginosa strain by traditional growth monitoring culture techniques. In the analysis of VOC production by GC-MS, it was observed that α-cyclocyclal, β-cyclocyclal and β-ionone compounds were the most prominent, with β-cyclocitral being the most abundant in all conditions tested, for both strains studied. The non-toxigenic lineage, however, showed higher production of all the identified compounds. Among the light intensities tested, the intensity of 250 µmol.fótons.m-2s-1 was the one with the highest growth rate and positive relation between the irradiance increase and the β-cyclocitral production. Variations in the production of the α-cyclocyclal, β-cyclocyclal and β-ionone compounds were also identified in the lines along the circadian rhythm, being the highest concentrations found in the dark period. Cell death and reduction in VOC production were observed 24 hours after addition of exudates belonging to the toxigenic M. aeruginosa lineage in cultures of the non-toxigenic lineage. Thus, it can be inferred that the production of VOCs can undergo qualitative and quantitative changes depending on the environmental stimulus present, both by biotic interactions (with other organisms and circadian rhythm) and by abiotic factors (luminous intensity).

A contaminação de corpos d\'água por fármacos é um tema de extrema relevância, tendo em vista problemas como a escassez de água, florações de cianobactérias tóxicas e lançamentos clandestinos de efluentes domésticos. Sendo assim, este trabalho teve como objetivo determinar a presença de cafeína (CAF), fluoxetina (FLX), levotiroxina (LVX) e bezafibrato (BZF) em mananciais do estado de São Paulo, bem como avaliar a toxicidade desses compostos à cianobactéria Microcystis aeruginosa LTPNA 08. Um método por LC-MS/MS foi desenvolvido e validado, de acordo com a RDC nº 166 da ANVISA, para a detecção de CAF, FLX, LVX e BZF em amostras ambientais. As represas Guarapiranga e Billings, bem como os rios Taiçupeba, Sorocaba, Baixo Cotia, Grande e Paraíba foram monitorados de abril a setembro de 2017. A toxicidade dos fármacos foi avaliada por meio do monitoramento do crescimento, produção de microcistinas e viabilidade celular da cianobactéria M. aeruginosa LTPNA 08. CAF foi detectada em todas as amostras analisadas, com concentrações que variaram de 6,6 ng.L-1 a 16,47 µg.L-1. No Rio Cotia foram verificadas as maiores concentrações de CAF, FLX e BZF (16,47 µg.L-1; 3,5 ng.L-1 e 322 ng.L-1, respectivamente). A LVX, cujos produtos de biotransformação não foram monitorados, não foi detectada em nenhuma amostra analisada. A concentração de 50 µg.L-1 de FLX inibiu o crescimento da cianobactéria em 82,3% (CE50: 31,4 µg.L-1). Em relação à produção de microcistinas totais, os fármacos inibiram a liberação da fração extracelular para a maior concentração testada ao longo do tempo de monitoramento, embora não tenham demonstrado efeito sobre a viabilidade celular. Sendo assim, considerando-se que fármacos estão presentes nos mananciais monitorados no estado de São Paulo e que a FLX pode causar efeito sobre a M. aeruginosa, os efeitos decorrentes da exposição a concentrações ambientais contínuas e cumulativas de fármacos em corpos d\'água devem ser estudados. Além disso, uma vez que a ocorrência destas substâncias e outros contaminantes antropogênicos no ambiente aquático natural é uma questão emergente devido aos efeitos adversos potenciais que estes compostos representam para a vida aquática e os seres humanos, os tipos e níveis destes compostos, que têm um impacto maior na qualidade da água, deve ser constantemente monitorada. Práticas de gestão que investem em saneamento e na redução da descarga de efluentes não tratados, e um plano de proteção de recursos hídricos com o objetivo de garantir a segurança da água seriam medidas essenciais para reduzir o aporte de contaminantes nos corpos d\'água do estado de São Paulo. / Contamination of water bodies by drugs is a subject of extreme relevance considering related problems such as water scarcity, harmful cyanobacterial blooms and discharge of untreated domestic effluents. Therefore, the aim of this work was to determine the presence of caffeine (CAF), fluoxetine (FLX), levothyroxine (LVX) and bezafibrate (BZF) in springs in the State of São Paulo, and to evaluate the toxicity of these compounds in cyanobacteria Microcystis aeruginosa LTPNA 08. A LC-MS/MS method was developed and validated according to RDC nº 166 of ANVISA to assess the concentration of CAF, FLX, LVX and BZF in environmental samples. Guarapiranga and Billings reservoirs, as well as the Taiçupeba, Sorocaba, Baixo Cotia, Grande and Paraíba rivers were monitored from April to September 2017.The drugs toxicity in M. aeruginosa LTPNA 08 was assessed by monitoring their effects on cyanobacterial growth, microcystins production and cell viabilityby flow cytometry. CAF was detected in all analyzed samples at concentrations ranging from 6.6 ng to 16.47 µg.L-1.Among studied sites, Cotia river showed the highest concentrations of CAF, FLX and BZF (16.47 µg.L-1, 3.5 ng.L-1 and 322 ng.L-1, respectively). LVX, which biotransformation products were not monitored, was not detected in any of the analyzed samples. Regarding the drugs toxicity, 50 µg.L-1 of FLX inhibited the cyanobacterial grow thin 82.3% (EC50 of 31.4 µg.L-1). Although no effect on cell viability was seen by flow cytometry, the highest concentrations of all compounds tested were able to inhibit the release of microcystins. Therefore, considering that some of the drugs monitored showed to be present in water sources in São Paulo State and that FLX affects cyanobacteria M. aeruginosa growth, the effects of continuous and cumulative exposure at environmental drug concentrations of in water bodies should be evaluated. Also, since the occurrence of these substances and other anthropogenic contaminants in the natural aquatic environment is an emerging issue due to the potential adverse effects these compounds pose to aquatic life and humans, thet ypes and levels of these compounds, which have a greater impact on water quality, should be constantly monitored. Management practices investing in sanitation and in reducing discharge of untreated effluents, as well as a plan for water resources protection with the goal of ensuring water security would be essential measures in reducing drugs loading into water bodies situated in São Paulo State.

O estudo das florações de cianobactérias potencialmente tóxicas é de fundamental importância, principalmente se tratando de um reservatório de grande valor econômico e social, devido a seus usos múltiplos e localização próxima a grandes centros urbanos como é o reservatório de Salto Grande (Americana - SP). Assim, este trabalho visou fornecer subsídios para formulação de prognóstico da ocorrência de cianobactérias e produção de toxinas em ambientes aquáticos com elevado grau de eutrofização. Para isto, a pesquisa foi desenvolvida em três escalas: em macrocosmo (represa), foi determinada a variação da ocorrência das espécies de cianobactérias e das demais classes fitoplanctônicas, e analisado o potencial tóxico das amostras coletadas nos meses chuvosos (janeiro, fevereiro e março/98) e de estiagem (junho, julho, agosto e setembro/98) em duas estações de coleta no reservatório de Salto Grande; em mesocosmo (tanques), verificou-se, durante o período de seca, as variações na ocorrência das classes fitoplanctônicas e das espécies de cianobatérias e produção de toxinas, em função da manipulação da razão N/P através da dosagem de nitrogênio e fósforo na água; em microcosmo (garrafões de vidro, em laboratório), foi testado o efeito da redução de fósforo e conseqüente aumento da razão N/P sobre o crescimento e produção de toxinas em culturas de cepas de Microcystis aeruginosa (Kützing) Kützing, isoladas a partir de amostras de florações desta espécie no reservatório de Salto Grande, durante os meses chuvosos e os secos. No ambiente foi detectada a presença de microcistinas na água de todos os dias de coleta, exceto em 25/02/99. Em geral, as concentrações estiveram abaixo do limite de aceitabilidade (1 &#956g.L-1), com exceção da estação 2 nos dias 27/01/99 (39,53 &#956g.L-1) e 22/03/99 (3,98 &#956g.L-1). Nos experimentos em mesocosmos notou-se um aumento da densidade fitoplanctônica) nas 3 condições distintas. Na condição controle (sem manipulação), ocorreu um sensível aumento da porcentagem de contribuição das cianobactérias e diminuição dos demais grupos ao longo dos 11 dias. Na condição de razão N/P baixa, houve um pequeno aumento na porcentagem de contribuição das cianobactérias e clorofíceas, uma diminuição das criptofíceas e os demais grupos não apresentaram grandes alterações. Sob razões N/P alta, as cianobactérias tiveram um aumento, as clorofíceas mantiveram-se constantes e as criptofíceas diminuíram em relação às porcentagens iniciais. As condições dos tanques mantidos com razão N/P baixa foram mais favoráveis às clorofíceas. As cianobactérias apresentaram um aumento de biomassa nas condições dos tanques mantidos com razão N/P alta. Em microcosmos, a fase exponencial teve início no oitavo dia de cultivo em todos os testes. Ao completar aproximadamente 18 dias de experimento, notou-se uma diminuição no rendimento das culturas em meio ASM-1 com redução de fósforo. Em todas as escalas estudadas constatou-se que a concentração de microcistina esteve relacionada a fatores favoráveis ao desenvolvimento das espécies tóxicas. Entretanto, os fatores determinantes para o crescimento de cianobactérias tóxicas, apresentaram diferentes papéis em casa escala estudada. No macrocosmo, a estabilidade da coluna d\'água foi fundamental para o estabelecimento de maiores densidades de espécies tóxicas. Nos mesocosmos, o enriquecimento foi responsável pelo aumento da densidade de espécies tóxicas. Nos microcosmos, a disponibilidade de fósforo esteve diretamente relacionada à taxa de crescimento de Microcystis aeruginosa e conseqüentemente, ao aumento da concentração de microcistina. / The study of the bloom of potential toxic cyanobacteria is of paramount significance, mainly when a reservoir endowed with great social and economical values due to both its multiple uses and its nearness to big urban centres - such as the Salto Grande reservoir, located near the city of Americana in the inland of the State of São Paulo, Brazil - is concerned. Based on such actuality, this work was aimed at supplying resources to devise forecasting the occurrence of cyanobacteria as well as the production of toxins in aquatic environments in which high eutrophication levels are observed. Towards this target, the research was carried out in the three steps that follow. In macrocosmic level (reservoir), the variations of the occurrence of both the cyanobacteria species and the remaining phytoplankton classes were found out, and then the toxic potentiality of the samples collected during the rainy season (January, February and March 1998) and the dry season (June, July, August and September 1998) in two sampling stations at the Salto Grande reservoir was analysed. In mesocosrnic scale (tanks), the variations in the occurrences of the classes of phytoplankton and of the cyanobacteria species - as well as the variations in production of toxins as a function of the ratio N/P that was dealt with by means of dosing nitrogen and phosphorus in the water - were observed during the dry season. In microcosmic level (glass bottles \"in lab\"), the effect of reducing phosphorus (and consequently increasing the ratio N/P) on the growth and the production of toxins in cultures of Microcystis aeruginosa (Kützing) Kützing strains - isolated from bloom samples of this species at the Salto Grande reservoir, during the wet and the dry seasons - was tested. At the environment, the presence of rnicrocystin in the water of all the samples, with the exception of the 25th of February 1999, was detected. Apart from the station 2 during January 2th 1999 (39.53 µg.L-1) and March 2th 1999 (3.98 µg.L-1), the concentrations stayed below the limit of acceptability (1 µg.L-1). At the experiments in mesocosmic scale, in 3 different conditions, increasing in phytoplankton density was observed. At the control condition (without manipulation), both reasonable augmentation of the percentage of the cyanobacteria contribution and diminishment of the other groups during the 11 days were detected. Under the condition of low N/P ratio, a slight rise of the percentage of the cyanobacteria and chlorophycea contribution and a decrease of the cryptophycea were observed; the other groups did not present much change. Under the condition of high N/P ratio, it was seen that the cyanobacteria increased, the chlorophycea remained unaffected and the cryptophycea decreased in comparison to the initial percentages. The conditions ofthe tanks that had been maintained at low N/P ratio favoured more the chlorophycea. The cyanobacteria presented biomass augmentation under the conditions of the tanks that had been maintained with high N/P ratio. For every test at the microcosmic level, the exponential stage had begun at the 8th development day. After being experimented for nearly 18 days, yield decrease of the cultures at the environment ASM-1 with phosphorus reduction was observed. In every scale that had been studied, it was noted that the microcystin concentration is related to unfavourable factors as far as the development of the toxic species is concerned. However, the determining causes for the growth of toxic cyanobacteria played different roles in each scale studied. At the macrocosmic level, enrichment was the responsible for increasing the density of the toxic species. At the microcosmic level, phosphorus availability had been directly related to Microcystis aeruginosa growth rate and, therefore, to the increase of microcystin concentration.

O estudo das florações de cianobactérias potencialmente tóxicas é de fundamental importância, principalmente se tratando de um reservatório de grande valor econômico e social, devido a seus usos múltiplos e localização próxima a grandes centros urbanos como é o reservatório de Salto Grande (Americana - SP). Assim, este trabalho visou fornecer subsídios para formulação de prognóstico da ocorrência de cianobactérias e produção de toxinas em ambientes aquáticos com elevado grau de eutrofização. Para isto, a pesquisa foi desenvolvida em três escalas: em macrocosmo (represa), foi determinada a variação da ocorrência das espécies de cianobactérias e das demais classes fitoplanctônicas, e analisado o potencial tóxico das amostras coletadas nos meses chuvosos (janeiro, fevereiro e março/98) e de estiagem (junho, julho, agosto e setembro/98) em duas estações de coleta no reservatório de Salto Grande; em mesocosmo (tanques), verificou-se, durante o período de seca, as variações na ocorrência das classes fitoplanctônicas e das espécies de cianobatérias e produção de toxinas, em função da manipulação da razão N/P através da dosagem de nitrogênio e fósforo na água; em microcosmo (garrafões de vidro, em laboratório), foi testado o efeito da redução de fósforo e conseqüente aumento da razão N/P sobre o crescimento e produção de toxinas em culturas de cepas de Microcystis aeruginosa (Kützing) Kützing, isoladas a partir de amostras de florações desta espécie no reservatório de Salto Grande, durante os meses chuvosos e os secos. No ambiente foi detectada a presença de microcistinas na água de todos os dias de coleta, exceto em 25/02/99. Em geral, as concentrações estiveram abaixo do limite de aceitabilidade (1 &#956g.L-1), com exceção da estação 2 nos dias 27/01/99 (39,53 &#956g.L-1) e 22/03/99 (3,98 &#956g.L-1). Nos experimentos em mesocosmos notou-se um aumento da densidade fitoplanctônica) nas 3 condições distintas. Na condição controle (sem manipulação), ocorreu um sensível aumento da porcentagem de contribuição das cianobactérias e diminuição dos demais grupos ao longo dos 11 dias. Na condição de razão N/P baixa, houve um pequeno aumento na porcentagem de contribuição das cianobactérias e clorofíceas, uma diminuição das criptofíceas e os demais grupos não apresentaram grandes alterações. Sob razões N/P alta, as cianobactérias tiveram um aumento, as clorofíceas mantiveram-se constantes e as criptofíceas diminuíram em relação às porcentagens iniciais. As condições dos tanques mantidos com razão N/P baixa foram mais favoráveis às clorofíceas. As cianobactérias apresentaram um aumento de biomassa nas condições dos tanques mantidos com razão N/P alta. Em microcosmos, a fase exponencial teve início no oitavo dia de cultivo em todos os testes. Ao completar aproximadamente 18 dias de experimento, notou-se uma diminuição no rendimento das culturas em meio ASM-1 com redução de fósforo. Em todas as escalas estudadas constatou-se que a concentração de microcistina esteve relacionada a fatores favoráveis ao desenvolvimento das espécies tóxicas. Entretanto, os fatores determinantes para o crescimento de cianobactérias tóxicas, apresentaram diferentes papéis em casa escala estudada. No macrocosmo, a estabilidade da coluna d\'água foi fundamental para o estabelecimento de maiores densidades de espécies tóxicas. Nos mesocosmos, o enriquecimento foi responsável pelo aumento da densidade de espécies tóxicas. Nos microcosmos, a disponibilidade de fósforo esteve diretamente relacionada à taxa de crescimento de Microcystis aeruginosa e conseqüentemente, ao aumento da concentração de microcistina. / The study of the bloom of potential toxic cyanobacteria is of paramount significance, mainly when a reservoir endowed with great social and economical values due to both its multiple uses and its nearness to big urban centres - such as the Salto Grande reservoir, located near the city of Americana in the inland of the State of São Paulo, Brazil - is concerned. Based on such actuality, this work was aimed at supplying resources to devise forecasting the occurrence of cyanobacteria as well as the production of toxins in aquatic environments in which high eutrophication levels are observed. Towards this target, the research was carried out in the three steps that follow. In macrocosmic level (reservoir), the variations of the occurrence of both the cyanobacteria species and the remaining phytoplankton classes were found out, and then the toxic potentiality of the samples collected during the rainy season (January, February and March 1998) and the dry season (June, July, August and September 1998) in two sampling stations at the Salto Grande reservoir was analysed. In mesocosrnic scale (tanks), the variations in the occurrences of the classes of phytoplankton and of the cyanobacteria species - as well as the variations in production of toxins as a function of the ratio N/P that was dealt with by means of dosing nitrogen and phosphorus in the water - were observed during the dry season. In microcosmic level (glass bottles \"in lab\"), the effect of reducing phosphorus (and consequently increasing the ratio N/P) on the growth and the production of toxins in cultures of Microcystis aeruginosa (Kützing) Kützing strains - isolated from bloom samples of this species at the Salto Grande reservoir, during the wet and the dry seasons - was tested. At the environment, the presence of rnicrocystin in the water of all the samples, with the exception of the 25th of February 1999, was detected. Apart from the station 2 during January 2th 1999 (39.53 µg.L-1) and March 2th 1999 (3.98 µg.L-1), the concentrations stayed below the limit of acceptability (1 µg.L-1). At the experiments in mesocosmic scale, in 3 different conditions, increasing in phytoplankton density was observed. At the control condition (without manipulation), both reasonable augmentation of the percentage of the cyanobacteria contribution and diminishment of the other groups during the 11 days were detected. Under the condition of low N/P ratio, a slight rise of the percentage of the cyanobacteria and chlorophycea contribution and a decrease of the cryptophycea were observed; the other groups did not present much change. Under the condition of high N/P ratio, it was seen that the cyanobacteria increased, the chlorophycea remained unaffected and the cryptophycea decreased in comparison to the initial percentages. The conditions ofthe tanks that had been maintained at low N/P ratio favoured more the chlorophycea. The cyanobacteria presented biomass augmentation under the conditions of the tanks that had been maintained with high N/P ratio. For every test at the microcosmic level, the exponential stage had begun at the 8th development day. After being experimented for nearly 18 days, yield decrease of the cultures at the environment ASM-1 with phosphorus reduction was observed. In every scale that had been studied, it was noted that the microcystin concentration is related to unfavourable factors as far as the development of the toxic species is concerned. However, the determining causes for the growth of toxic cyanobacteria played different roles in each scale studied. At the macrocosmic level, enrichment was the responsible for increasing the density of the toxic species. At the microcosmic level, phosphorus availability had been directly related to Microcystis aeruginosa growth rate and, therefore, to the increase of microcystin concentration.

This study aims to investigate the potential effects of environmental variables and the toxicity of nanosilver colloids synthesized by chemical reduction method on growth and development of phytoplankton community (the Microcystis genus dominance) in the eutrophication Tien lake water, Hanoi city, Vietnam. The variables analyzed including: physical (pH and Turbidity), chemical (content of NH4 +, PO4 3- and silver metal), biological (content of Chlorophyll-a, cell density). The characteristic of nanomaterial was confirmed by using UV-visible spectrophotometer, TEM and HR-TEM methods. The obtained silver nanoparticles (AgNPs) showed that their spherical form and uniform size varied from 10 to 15 nm. The experimental results showed that the samples treated with AgNPs inhibition on growth against M. aeruginosa at concentration 1 mg/l after 8 days. The content of silver in aquarium water decreased from 1 mg/l (D0) to 0.8 mg/l (D8). The contents of chlorophyll-a of phytoplankton community, including Microcystis genus in samples exposed with AgNPs were declined from 11.27 ± 0.56μg/L (D0) to 1.98 ± 0.37 μg/L (D8) . The environmental variables such as: pH, temperature, dissolved oxygen, turbidity, ammonium, phosphate...in the experiment were below the limit of the Vietnam Standard 08:2015/MONRE for surface water quality. / Mục đích của nghiên cứu này là khảo sát ảnh hưởng của vật liệu nano bạc tổng hợp bằng phương pháp khử hóa học đến sinh trưởng và phát triển của quần xã thực vật nổi (chủ yếu là chi Microcystis) trong nước hồ Tiền phú dưỡng, tại Hà Nội, Việt Nam. Các thông số phân tích bao gồm: thủy lý (pH và độ đục), hóa học (hàm lượng amoni, photphat và hàm lượng bạc kim loại), sinh học (hàm lượng chất diệp lục, mật độ tế bào). Đặc trưng của vật liệu được xác định bằng các phương pháp quang phổ UV-VIS, TEM và HR-TEM. Vật liệu nano bạc có dạng hình cầu, kích thước đồng nhất trong khoảng 10-15nm. Kết quả thử nghiệm sau 8 ngày cho thấy các mẫu có bổ sung vật liệu nano bạc ức chế sinh trưởng đối với vi khuẩn lam M. aeruginosa ở nồng độ 1mg/l. Hàm lượng bạc kim loại giảm từ 1 mg/l (ngày đầu tiên) xuống còn 0.8 mg/l (vào ngày cuối cùng). Sinh khối thực vật nổi trong đó có chi Microcystis trong mẫu xử lý với AgNPs đã giảm tương ứng từ 11.27 ± 0.56 μg/L (ngày đầu tiên, D0) xuống 1.98 ± 0.37 μg/L (ngày cuối cùng, D8). Các thông số môi trường của nước hồ đều nằm dưới giới hạn cho phép của QCVN 08:2015/BTNMT đối với chất lượng nước mặt.

This study aims to investigate the toxicity of copper material synthesized by chemical reduction method and effects of environmental variables on growth of phytoplankton community (dominated by Microcystis genus) in the Tien eutrophic lake, Hanoi, Vietnam. The variables analyzed include: physical (pH and Turbidity), chemical (content of NH4+, PO43- and copper metal), biological (content of Chlorophyll-a, cell density). The characteristic of nanomaterial was confirmed by using UVvisible spectrophotometer, XRD, SEM and TEM methods. The CuNPs showed they spherical form and uniform size about 20-40 nm. The experimental results showed that the treated with CuNPs inhibition on growth against phytoplankton after 8 days. The cell density of phytoplankton community and Microcystis genus in samples exposure with CuNPs declined after 8 days from 647.037 and 467.037 down to 381.111 and 202.592, respectively. / Mục đích của nghiên cứu này là khảo sát độc tính của vật liệu nano đồng được tổng hợp bằng phương pháp khử hóa học và ảnh hưởng của các yếu tố môi trường đến sinh trưởng và phát triển của quần xã thực vật nổi (chủ yếu là chi Microcystis) trong nước hồ Tiền phú dưỡng, tại Hà Nội, Việt Nam. Các thông số phân tích bao gồm: thủy lý (pH và độ đục), hóa học (hàm lượng amoni, photphat và hàm lượng đồng kim loại), sinh học (hàm lượng chất diệp lục, mật độ tế bào). Đặc trưng của vật liệu được xác định bằng các phương pháp quang phổ UV-VIS, XRD, SEM và TEM. Vật liệu nano đồng có dạng hình cầu, kích thước đồng nhất từ 20 đến 40 nm. Kết quả thử nghiệm sau 8 ngày cho thấy các mẫu có bổ sung vật liệu nano đồng ức chế sinh trưởng quần xã thực vật nổi ở nồng độ 1mg/l. Mật độ quần xã thực vật nổi và chi Microcystis trong mẫu xử lý với CuNPs đã giảm tương ứng sau 8 ngày từ 647.037 và 467.037 xuống còn 381.111 và 202.592.

Microbial and chemical processes in the sediment of standing waters have a big influence on the release of nutrients and the trophic state. Due to the strong interactions between sediment and water body and the storage of materials sediments can be consulted as an important additional source of information for the evaluation of the trophic state and for the estimation of future trophic developments. Because of relatively small fluctuations the parameters in the sediment and pore water are well suitable for a trophic validation. Sediments and pore water of four reservoirs with different trophic characteristics were sampled in regular intervals (Neunzehnhain I - oligotrophic; Muldenberg - oligotrophic, dystrophic; Saidenbach - mesotroph; Quitzdorf - polytrophic). Many chemical and microbial parameters were examined regarding the trophic dependancy and the possibility for including these parameters into a trophic evaluation system. The concentrations of SRP, ammonium, and alkalinity in the pore water and the metal:phosphorus-quotient (Al:P, Fe:P) in the dry sediment showed the biggest trophic dependancy, so that these parameters are applicable for a sediment referred trophic assessment of standing waters. The polytrophic reservoir Quitzdorf has exhibited an extreme abundance of the cyanobacterium Microcystis for years. Investigations of the water body showed that apart from parameters like the water temperature the mass growth of Microcystis in the reservoir is obviously very strongly affected by the nitrogen:phosphorus-quotients in the water body. In laboratory experiments with sediments of this reservoir the phosphorus release from the sediment could be significantly lowered by the addition of aluminum and a part of the phosphorus could be shifted from the reductively soluble iron bound phosphorus fraction into the stable aluminum bound phosphorus fraction. / Die chemischen und mikrobiellen Prozesse im Sediment von Standgewässern haben großen Einfluss auf die Freisetzung von Nährstoffen und die Trophie. Aufgrund der starken Wechselwirkungen zwischen Sediment und Wasserkörper und der Speicherung von Stoffen in den Sedimenten können Gewässersedimente als wichtige zusätzliche Informationsquelle für die Bewertung des Trophiezustandes und zur Abschätzung zukünftiger trophischer Entwicklungen herangezogen werden. Durch relativ geringe Schwankungen sind die Parameter im Sediment und Porenwasser gut für eine Trophieeinschätzung geeignet. Die Sedimente und das Porenwasser von vier Talsperren mit unterschiedlichen trophischen Eigenschaften wurden in regelmäßigen Abständen beprobt (Neunzehnhain I ? oligotroph; Muldenberg ? oligotroph, dystroph; Saidenbach ? mesotroph; Quitzdorf ? polytroph). Es wurden viele chemische und mikrobielle Parameter im Sediment und Porenwasser im Hinblick auf die Trophieabhängigkeit und eine mögliche Einbeziehbarkeit in ein trophisches Bewertungssystem untersucht. Die größte trophische Abhängigkeit konnte bei den Konzentrationen von SRP, Ammonium, und Alkalinität im Porenwasser und den Metall:Phosphor-Quotienten (Al:P, Fe:P) im Trockensediment gefunden werden, sodass diese Parameter gut für eine sedimentbezogene Trophiebewertung von stehenden Gewässern geeignet sind. Die polytrophe Talsperre Quitzdorf weist seit Jahren ein extremes Massenwachstum des Cyanobakteriums Microcystis auf. Untersuchungen des Wasserkörpers haben gezeigt, dass das Microcystis-Massenaufkommen in der Talsperre neben Parametern wie der Wassertemperatur offensichtlich sehr stark von den Stickstoff:Phosphor-Quotienten im Wasserkörper beeinflusst wird. Laborversuche mit Sedimenten dieser Talsperre haben ergeben, dass die P-Freisetzung aus dem Sediment durch die Zugabe von Aluminium signifikant herabgesetzt werden und ein Teil des Phosphors von der reduktiv löslichen eisengebundenen P-Fraktion in die stabile aluminiumgebundene P-Fraktion verlagert werden konnte.

Um grande desafio da atualidade é a crescente ocorrência, em ambientes aquáticos, de cianobactérias potencialmente tóxicas capazes de produzir cianotoxinas como a microcistina. Estratégias de controle de florações incluem a aplicação de algicidas. No entanto, esses produtos podem resultar na liberação de toxinas, que podem não ser removidas da água pelos processos convencionais de tratamento, sendo necessária uma etapa adicional como a adsorção com carvão ativado granular (CAG). A presente pesquisa avaliou com embasamento estatístico o efeito de cinco diferentes algicidas (à base de diuron, carbonato de sódio, polímero catiônico, sulfato de cobre e peróxido de hidrogênio), aplicados em três concentrações distintas, sobre a Microcystis aeruginosa, analisando-se a densidade celular, o biovolume, a concentração de potássio e de microcistina-LR extracelular/intracelular. Além disso, foram investigadas as implicações que esses produtos tiveram sobre a adsorção em dois CAGs, por meio de isotermas e modelos cinéticos. Todos os algicidas afetaram a integridade das células, resultando na liberação de microcistina. O último dia experimental (dia 7) foi o que apresentou maior concentração de microcistina extracelular, em que, em alguns casos, houve aumento de 10 vezes da concentração final de microcistina extracelular em relação à concentração inicial. O potencial de liberação de microcistina extracelular ocorreu na seguinte ordem de algicidas: polímero catiônico > sulfato de cobre > peróxido de hidrogênio > carbonato de sódio > diuron. Os algicidas também alteraram o comportamento de adsorção (de monocamada para multicamada), bem como pioraram os ajustes cinéticos. Além disso, enquanto o polímero catiônico praticamente triplicou a capacidade adsortiva dos carvões, o sulfato de cobre e o peróxido de hidrogênio pioraram o desempenho de ambos. Os algicidas possuem modos diferentes de ação e geraram consequências distintas para os indicadores avaliados, além de alterar a adsorção. Isso pode indicar a necessidade de se considerar a presença desses produtos na elaboração de projetos de estações de tratamento de água (ETAs). / A major challenge nowadays is the increasing occurrence in aquatic environments of potentially toxic cyanobacteria capable of producing cyanotoxins such as microcystin. Bloom control strategies include application of algaecides. However, these products may result in toxins release, which may not be removed from water by conventional treatment processes, requiring an additional step such as adsorption with granular activated carbon (GAC). The present study evaluated, using statistical methods, the effect of five different algaecides (diuron, sodium carbonate, cationic polymer, copper sulfate and hydrogen peroxide), applied on Microcystis aeruginosa in three different concentrations. We analyzed cell density, biovolume, potassium concentration and extracellular/intracellular microcystin-LR concentration. In addition, we investigated the implications these products had on two GACs adsorption, through isotherms and kinetic models. All algaecides affected cell integrity, resulting in microcystin release. The last experimental day (day 7) was the one that presented the highest extracellular microcystin concentration, in which, in some cases, there was a 10 times increase in the final extracellular microcystin concentration in relation to the initial concentration. The extracellular microcystin release potential occurred in the following order of algaecides: cationic polymer > copper sulfate > hydrogen peroxide > sodium carbonate > diuron. Algaecides also modified adsorption behavior (from monolayer to multilayer), as well as worsened kinetic adjustments. Furthermore, while cationic polymer almost tripled carbons adsorptive capacity, copper sulfate and hydrogen peroxide worsened the performance of both. Algaecides present different modes of action and caused distinct consequences for the evaluated indicator, besides modifying adsorption process. This may indicate the need to consider the presence of these products in water treatment plants (WTPs) designs.