Made available in DSpace on 2014-06-12T23:01:56Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo8183_1.pdf: 3012343 bytes, checksum: cb4b6d55debfed589eefe197cc468b0a (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2005 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O presente estudo teve por objetivo a identificação das espécies de hidromedusas, como estas estão distribuídas espacialmente e sob quais condições ambientais ocorrem nas províncias nerítica e oceânica da Paraíba, Rio Grande do Norte e Ceará, Brasil. Foram analisadas 32 amostras coletadas em estações demarcadas em perfis perpendiculares à costa. As amostras foram obtidas através do navio de pesquisa Victor Hensen , como parte do projeto bilateral (Brasil-Alemanha) JOPS-II no período de 04/03/1995 a 11/03/1995. Para as coletas de zooplâncton foi utilizada rede do tipo Bongo, com malha filtrante de abertura de 300 μm e diâmetro de boca da rede de 60 cm. Os arrastos foram duplos oblíquos e o volume de água filtrado foi determinado através de fluxômetro. As amostras foram fixadas com formol a 4%. Foi feita triagem total das hidromedusas para posterior contagem e identificação, com auxílio de estereomicroscópio. Foram identificadas 20 espécies de hidromedusas, dentre as quais destacaram-se Liriope tetraphylla e Aglaura hemistoma, duas das mais freqüentes e abundantes medusas. A maioria das espécies identificadas é indicadora de águas de plataforma ou tropical. A distribuição de algumas espécies sugere a influência da água de plataforma na província oceânica e vice-versa. O maior valor médio de densidade foi registrado na província nerítica, enquanto a maior diversidade correspondeu à província oceânica. A biomassa zooplanctônica ocorreu, em geral, de acordo com o padrão, diminuindo da costa em direção ao oceano. A análise de agrupamento evidenciou uma separação das estações de acordo com a província oceânica (profundidade). A densidade média de hidromedusas foi maior na Paraíba e decresceu em direção ao Ceará, onde foi registrado maior número de espécies

Neste trabalho, investigou-se o crescimento e as interações de microorganismos, anaeróbios, em batelada com células planctônicas e em reatores diferenciais com biofilme, sob condições termofílicas (55ºC). Foram utilizadas técnicas clássicas para caracterizar os microorganismos anaeróbios estritos e biologia molecular (FISH), com sondas fluorescentes específicas, para caraterizar e quantificar os microrganismos pertencentes ao domínios Archea e Bacteria. Foram realizadas experimentos com meios de cultivo contendo acetato de sódio e propionato de sódio, na presença de sulfato de sódio. Os resultados do FISH mostraram, para os ensaios em batelada com acetato e sulfato, o predomínio de organismos pertencentes ao Domínio Archea (ARC915+MB1174) representados pelo gênero Methanosarcina sp. e bacilos fluorescentes. No biofilme, para a mesma condição, houve predomínio de células do Domínio Bacteria (EUB338) e relacionadas com a oxidação do acetato. Para a condição de cultivo com lactato e sulfato, as células bacterianas semelhantes a Desulfotomaculum sp. predominaram nos reatores em batelada e diferenciais, justificando a elevada porcentagem de células do Domínio Bacteria. Os resultados do NMP mostraram uma maior concentração de anaeróbios totais na condição lactato e sulfato (\'10 POT.11\' - \'10 POT.12\'). Para as arqueas metanogênicas essa concentração foi eveidenciada para a condição de cultivo com acetato e sulfato (\'10 POT.4\'). Os resultados desse trabalho sugeriram que em reatores em batelada, na condição de cultivo com acetato e sulfato, ocorreu equilíbrio entre metanogênese, oxidação de acetato e sulfatogênese, enquanto no biofilme, foram favorecidos os dois primeiros tipos de metabolismo. A condição lactato mais sulfato favoreceu a sulfetogênese em ambos os reatores. No reator diferencial, alimentado com proprionato e sulfato ocorreu fermentação com crescimento sintrófico entre oxidadoras de proprionato, metanogênicas e redutoras de sulfato hidrogenotróficas. / In this work, were investigated the growth and interactions of anaerobic microorganisms, in batch and differential reactors with planktonic cells and biofilm, respectively, in thermophilic conditions (55°C). Classic and molecular biology methods (FISH) were utilized to characterize strict anaerobes, with specific fluorescence probes, to characterize the Archaea and Bacteria Domain cells. Experiments with sodium acetate, s01ium lactate and sodium propionate plus sodium sulfate were realized. To the acetate and sulfate batch assays the results of FISH showed the predominance of Archaea Domain cells (ARC915+MB1174), represented by genera Methanosarcina sp. and fluorescents rods. Under the same conditions the biofilm results showed predominance of Bacteria Domain cells (EUB338) and those related to the acetate oxidation. In lactate plus sulfate condition the bacteria cells, as Desulfotomaculum sp., predominated in batch and differential reactors, justifying the high percentage of Bacteria Domain cells. The MPN results showed a high concentration of total anaerobes under lactate plus sulfate condition (\'10 POT.11\' - \'10 POT.12\'). For methanogenic arquea this concentration was obtained in the acetate plus sulfate condition (\'10 POT.4\'). These results suggest a process equilibrium may have occurred among methanogenesis, acetate oxidation and sulfidogenesis in batch reactors under acetate plus sulfate conditions. However, methanogenesis and acetate oxidation metabolisms predominated in the biofilm. Sulfidogenesis was easier in both reactors, under lactate plus sulfate conditions. In the differential reactors with propionate plus sulfate, the fermentation was in syntrophic co-culture among propionate oxidizing bacteria, methanogenic and hydrogenotrophic sulfate reducing bacteria.

O processo de eutrofização das águas, principalmente pelo aporte de fósforo e nitrogênio, favorece a ocorrência de florações de cianobactérias. Uma consequência desses eventos é a produção e emissão dos metabólitos 2-metilisoborneol (MIB) e trans-1,10-dimetil-trans-9-decalol (geosmina). Estes compostos são álcoois terciários que podem ser detectados em baixas concentrações pelos consumidores, 5 a 10 ng/l, deixando a água com “cheiro e gosto de terra e mofo”. MIB e geosmina, particularmente na forma dissolvida (extracelular), mostram-se recalcitrantes aos métodos convencionais de tratamento de água. As metodologias atualmente empregadas na remoção desses metabólitos apresentam-se pouco eficientes e de elevado custo operacional, incentivando as pesquisas relacionadas às alternativas de tratamento. O presente estudo foi realizado em duas etapas, onde a primeira buscou avaliar a remoção de MIB e geosmina por adsorção em carvão ativado granular e a segunda, a degradação dos metabólitos por atividade microbiológica. Primeiramente, os carvões ativados granulares foram caracterizados através do número de iodo e área superficial BET. Em seguida, foi determinado o tempo de equilíbrio de adsorção para cada carvão e por último, foi avaliada a capacidade adsortiva através das Isotermas de Freundlich. O estudo sobre a oxidação biológica dos compostos causadores de gosto e odor consistiu no isolamento, identificação e testes de biodegradação de bactérias que utilizam MIB e geosmina como única fonte de carbono para o seu metabolismo. No que se refere à capacidade de adsorção, foi observado que os carvões de madeira e casca de coco apresentaram os melhores desempenhos na remoção de MIB e geosmina, respectivamente. Esses carvões removeram os compostos abaixo do limite de detecção olfativa (10 ng/l), com doses de 50 mg/l e tempo de contato de duas horas. Essa caracterização mostrou-se de fundamental importância na escolha do carvão mais adequado para aplicação no tratamento de água. Uma vez que pouco se conhece a respeito da comunidade bacteriana, presente em águas naturais, ao que se sabe, este trabalho é o primeiro registro da capacidade individual de bactérias Gram positivas e negativas degradarem os compostos causadores de gosto e odor, na mesma solução teste. A remoção de cerca de 90 e 96% de MIB e geosmina ao longo de 48 e 120 horas de experimento, respectivamente, demonstrou que essas bactérias podem ser utilizadas em estratégias de purificação biológica da água. A identificação molecular dos isolados bacterianos, obtidos no Lago Guaíba, registrou quatro novos gêneros capazes de degradar MIB e geosmina: Burkholderia sp, Caulobacter sp, Klebsiella sp e Leucobacter sp. Além desses, um isolado foi classificado como Arthrobacter sp, outro como Sphingomonadaceae e três como Enterobacteriaceae. O sucesso no isolamento, manutenção de culturas puras, identificação e determinação da capacidade desses microrganismos degradarem MIB e geosmina da água sugere um potencial de utilização dessas bactérias em processos de filtração biológica, que utilizam carvão ativado granular. Esse conhecimento pode ser usado como uma nova ferramenta para a remoção de substâncias que causam gosto e odor, sendo essencial para garantir uma água de qualidade para o consumo humano. / Water eutrophication process, by phosphorous and nitrogen levels, allows cyanobacteria blooms which promotes, among other effects, the generation and release of the metabolites 2-methylisoborneol (MIB) and trans-1,10-dimethyl-trans-9- decalol (geosmin). These compounds are tertiary alcohols that may lend earthymusty tastes and odors to water, characteristics detected by consumers when the metabolites are present at concentrations as low as 5 to 10 ng/l. When present in water, mainly in the dissolved form (extracellular), MIB and geosmin are difficult to be removed by conventional treatment methods. The methodologies currently employed to remove these metabolites lack efficiency and increase operational costs, arousing the interest in research to develop alternative water treatment approaches. The present study was conducted in two steps. The first step evaluated the removal of MIB and geosmin by adsorption using different types of granular activated carbon, while the second step assessed the degradation of the metabolites by microbiological activity. Firstly, granular activated carbon was analyzed for iodine number and BET surface area. Next, adsorption equilibrium time was measured for each carbon type. Then, adsorption capacity was evaluated using the Freundlich isotherm. Biological oxidation of compounds causing taste and odor included isolation, identification and biodegradation tests using bacteria that employ MIB and geosmin as the only carbon sources. Regarding adsorption capacity, wood and coconut shell carbon performed better in MIB and geosmin removal, respectively, affording removal to levels below the odor threshold concentration (10 ng/l), using 50 mg/l solutions of each carbon and exposure times of 2 h. This characterization proves the importance of choosing the most appropriate carbon to employ in water treatment. Since little is known on the bacterial community thriving in natural waters, as far as we know this is the first study to record the capacity of Gram-positive and Gramnegative bacteria to individually degrade compounds that cause taste and odor in water, in the same test solution. The removal of 90 and 96% of MIB and geosmin within 48 and 120 h of exposure, respectively, shows that these bacteria may be used in water purification strategies. The molecular identification of the bacterial isolates obtained in Lake Guaíba revealed four new genera capable to degrade MIB and geosmin: Burkholderia sp., Caulobacter sp., Klebsiella sp., and Leucobacter sp. Apart from these isolates, one Arthrobacter sp., one Sphingomonadaceae and three Enterobacteriaceae isolates were also identified. The successful isolation, maintenance of pure cultures, identification and determination of these microorganisms’ capacities to degrade MIB and geosmin in water suggests that these bacteria may be used in biological filtration processes that utilize granular activated carbon. This knowledge may be used as a new tool to remove substances that lend taste and odor to water, and is an essential aspect to guarantee quality water for human consumption.

O processo de eutrofização das águas, principalmente pelo aporte de fósforo e nitrogênio, favorece a ocorrência de florações de cianobactérias. Uma consequência desses eventos é a produção e emissão dos metabólitos 2-metilisoborneol (MIB) e trans-1,10-dimetil-trans-9-decalol (geosmina). Estes compostos são álcoois terciários que podem ser detectados em baixas concentrações pelos consumidores, 5 a 10 ng/l, deixando a água com “cheiro e gosto de terra e mofo”. MIB e geosmina, particularmente na forma dissolvida (extracelular), mostram-se recalcitrantes aos métodos convencionais de tratamento de água. As metodologias atualmente empregadas na remoção desses metabólitos apresentam-se pouco eficientes e de elevado custo operacional, incentivando as pesquisas relacionadas às alternativas de tratamento. O presente estudo foi realizado em duas etapas, onde a primeira buscou avaliar a remoção de MIB e geosmina por adsorção em carvão ativado granular e a segunda, a degradação dos metabólitos por atividade microbiológica. Primeiramente, os carvões ativados granulares foram caracterizados através do número de iodo e área superficial BET. Em seguida, foi determinado o tempo de equilíbrio de adsorção para cada carvão e por último, foi avaliada a capacidade adsortiva através das Isotermas de Freundlich. O estudo sobre a oxidação biológica dos compostos causadores de gosto e odor consistiu no isolamento, identificação e testes de biodegradação de bactérias que utilizam MIB e geosmina como única fonte de carbono para o seu metabolismo. No que se refere à capacidade de adsorção, foi observado que os carvões de madeira e casca de coco apresentaram os melhores desempenhos na remoção de MIB e geosmina, respectivamente. Esses carvões removeram os compostos abaixo do limite de detecção olfativa (10 ng/l), com doses de 50 mg/l e tempo de contato de duas horas. Essa caracterização mostrou-se de fundamental importância na escolha do carvão mais adequado para aplicação no tratamento de água. Uma vez que pouco se conhece a respeito da comunidade bacteriana, presente em águas naturais, ao que se sabe, este trabalho é o primeiro registro da capacidade individual de bactérias Gram positivas e negativas degradarem os compostos causadores de gosto e odor, na mesma solução teste. A remoção de cerca de 90 e 96% de MIB e geosmina ao longo de 48 e 120 horas de experimento, respectivamente, demonstrou que essas bactérias podem ser utilizadas em estratégias de purificação biológica da água. A identificação molecular dos isolados bacterianos, obtidos no Lago Guaíba, registrou quatro novos gêneros capazes de degradar MIB e geosmina: Burkholderia sp, Caulobacter sp, Klebsiella sp e Leucobacter sp. Além desses, um isolado foi classificado como Arthrobacter sp, outro como Sphingomonadaceae e três como Enterobacteriaceae. O sucesso no isolamento, manutenção de culturas puras, identificação e determinação da capacidade desses microrganismos degradarem MIB e geosmina da água sugere um potencial de utilização dessas bactérias em processos de filtração biológica, que utilizam carvão ativado granular. Esse conhecimento pode ser usado como uma nova ferramenta para a remoção de substâncias que causam gosto e odor, sendo essencial para garantir uma água de qualidade para o consumo humano. / Water eutrophication process, by phosphorous and nitrogen levels, allows cyanobacteria blooms which promotes, among other effects, the generation and release of the metabolites 2-methylisoborneol (MIB) and trans-1,10-dimethyl-trans-9- decalol (geosmin). These compounds are tertiary alcohols that may lend earthymusty tastes and odors to water, characteristics detected by consumers when the metabolites are present at concentrations as low as 5 to 10 ng/l. When present in water, mainly in the dissolved form (extracellular), MIB and geosmin are difficult to be removed by conventional treatment methods. The methodologies currently employed to remove these metabolites lack efficiency and increase operational costs, arousing the interest in research to develop alternative water treatment approaches. The present study was conducted in two steps. The first step evaluated the removal of MIB and geosmin by adsorption using different types of granular activated carbon, while the second step assessed the degradation of the metabolites by microbiological activity. Firstly, granular activated carbon was analyzed for iodine number and BET surface area. Next, adsorption equilibrium time was measured for each carbon type. Then, adsorption capacity was evaluated using the Freundlich isotherm. Biological oxidation of compounds causing taste and odor included isolation, identification and biodegradation tests using bacteria that employ MIB and geosmin as the only carbon sources. Regarding adsorption capacity, wood and coconut shell carbon performed better in MIB and geosmin removal, respectively, affording removal to levels below the odor threshold concentration (10 ng/l), using 50 mg/l solutions of each carbon and exposure times of 2 h. This characterization proves the importance of choosing the most appropriate carbon to employ in water treatment. Since little is known on the bacterial community thriving in natural waters, as far as we know this is the first study to record the capacity of Gram-positive and Gramnegative bacteria to individually degrade compounds that cause taste and odor in water, in the same test solution. The removal of 90 and 96% of MIB and geosmin within 48 and 120 h of exposure, respectively, shows that these bacteria may be used in water purification strategies. The molecular identification of the bacterial isolates obtained in Lake Guaíba revealed four new genera capable to degrade MIB and geosmin: Burkholderia sp., Caulobacter sp., Klebsiella sp., and Leucobacter sp. Apart from these isolates, one Arthrobacter sp., one Sphingomonadaceae and three Enterobacteriaceae isolates were also identified. The successful isolation, maintenance of pure cultures, identification and determination of these microorganisms’ capacities to degrade MIB and geosmin in water suggests that these bacteria may be used in biological filtration processes that utilize granular activated carbon. This knowledge may be used as a new tool to remove substances that lend taste and odor to water, and is an essential aspect to guarantee quality water for human consumption.

O processo de eutrofização das águas, principalmente pelo aporte de fósforo e nitrogênio, favorece a ocorrência de florações de cianobactérias. Uma consequência desses eventos é a produção e emissão dos metabólitos 2-metilisoborneol (MIB) e trans-1,10-dimetil-trans-9-decalol (geosmina). Estes compostos são álcoois terciários que podem ser detectados em baixas concentrações pelos consumidores, 5 a 10 ng/l, deixando a água com “cheiro e gosto de terra e mofo”. MIB e geosmina, particularmente na forma dissolvida (extracelular), mostram-se recalcitrantes aos métodos convencionais de tratamento de água. As metodologias atualmente empregadas na remoção desses metabólitos apresentam-se pouco eficientes e de elevado custo operacional, incentivando as pesquisas relacionadas às alternativas de tratamento. O presente estudo foi realizado em duas etapas, onde a primeira buscou avaliar a remoção de MIB e geosmina por adsorção em carvão ativado granular e a segunda, a degradação dos metabólitos por atividade microbiológica. Primeiramente, os carvões ativados granulares foram caracterizados através do número de iodo e área superficial BET. Em seguida, foi determinado o tempo de equilíbrio de adsorção para cada carvão e por último, foi avaliada a capacidade adsortiva através das Isotermas de Freundlich. O estudo sobre a oxidação biológica dos compostos causadores de gosto e odor consistiu no isolamento, identificação e testes de biodegradação de bactérias que utilizam MIB e geosmina como única fonte de carbono para o seu metabolismo. No que se refere à capacidade de adsorção, foi observado que os carvões de madeira e casca de coco apresentaram os melhores desempenhos na remoção de MIB e geosmina, respectivamente. Esses carvões removeram os compostos abaixo do limite de detecção olfativa (10 ng/l), com doses de 50 mg/l e tempo de contato de duas horas. Essa caracterização mostrou-se de fundamental importância na escolha do carvão mais adequado para aplicação no tratamento de água. Uma vez que pouco se conhece a respeito da comunidade bacteriana, presente em águas naturais, ao que se sabe, este trabalho é o primeiro registro da capacidade individual de bactérias Gram positivas e negativas degradarem os compostos causadores de gosto e odor, na mesma solução teste. A remoção de cerca de 90 e 96% de MIB e geosmina ao longo de 48 e 120 horas de experimento, respectivamente, demonstrou que essas bactérias podem ser utilizadas em estratégias de purificação biológica da água. A identificação molecular dos isolados bacterianos, obtidos no Lago Guaíba, registrou quatro novos gêneros capazes de degradar MIB e geosmina: Burkholderia sp, Caulobacter sp, Klebsiella sp e Leucobacter sp. Além desses, um isolado foi classificado como Arthrobacter sp, outro como Sphingomonadaceae e três como Enterobacteriaceae. O sucesso no isolamento, manutenção de culturas puras, identificação e determinação da capacidade desses microrganismos degradarem MIB e geosmina da água sugere um potencial de utilização dessas bactérias em processos de filtração biológica, que utilizam carvão ativado granular. Esse conhecimento pode ser usado como uma nova ferramenta para a remoção de substâncias que causam gosto e odor, sendo essencial para garantir uma água de qualidade para o consumo humano. / Water eutrophication process, by phosphorous and nitrogen levels, allows cyanobacteria blooms which promotes, among other effects, the generation and release of the metabolites 2-methylisoborneol (MIB) and trans-1,10-dimethyl-trans-9- decalol (geosmin). These compounds are tertiary alcohols that may lend earthymusty tastes and odors to water, characteristics detected by consumers when the metabolites are present at concentrations as low as 5 to 10 ng/l. When present in water, mainly in the dissolved form (extracellular), MIB and geosmin are difficult to be removed by conventional treatment methods. The methodologies currently employed to remove these metabolites lack efficiency and increase operational costs, arousing the interest in research to develop alternative water treatment approaches. The present study was conducted in two steps. The first step evaluated the removal of MIB and geosmin by adsorption using different types of granular activated carbon, while the second step assessed the degradation of the metabolites by microbiological activity. Firstly, granular activated carbon was analyzed for iodine number and BET surface area. Next, adsorption equilibrium time was measured for each carbon type. Then, adsorption capacity was evaluated using the Freundlich isotherm. Biological oxidation of compounds causing taste and odor included isolation, identification and biodegradation tests using bacteria that employ MIB and geosmin as the only carbon sources. Regarding adsorption capacity, wood and coconut shell carbon performed better in MIB and geosmin removal, respectively, affording removal to levels below the odor threshold concentration (10 ng/l), using 50 mg/l solutions of each carbon and exposure times of 2 h. This characterization proves the importance of choosing the most appropriate carbon to employ in water treatment. Since little is known on the bacterial community thriving in natural waters, as far as we know this is the first study to record the capacity of Gram-positive and Gramnegative bacteria to individually degrade compounds that cause taste and odor in water, in the same test solution. The removal of 90 and 96% of MIB and geosmin within 48 and 120 h of exposure, respectively, shows that these bacteria may be used in water purification strategies. The molecular identification of the bacterial isolates obtained in Lake Guaíba revealed four new genera capable to degrade MIB and geosmin: Burkholderia sp., Caulobacter sp., Klebsiella sp., and Leucobacter sp. Apart from these isolates, one Arthrobacter sp., one Sphingomonadaceae and three Enterobacteriaceae isolates were also identified. The successful isolation, maintenance of pure cultures, identification and determination of these microorganisms’ capacities to degrade MIB and geosmin in water suggests that these bacteria may be used in biological filtration processes that utilize granular activated carbon. This knowledge may be used as a new tool to remove substances that lend taste and odor to water, and is an essential aspect to guarantee quality water for human consumption.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2016-02-11T16:24:22Z No. of bitstreams: 1 rafaelrodriguesdepaiva.pdf: 1188955 bytes, checksum: b04f0f61a4d3103570287581b800ce0b (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2016-02-26T12:03:43Z (GMT) No. of bitstreams: 1 rafaelrodriguesdepaiva.pdf: 1188955 bytes, checksum: b04f0f61a4d3103570287581b800ce0b (MD5) / Made available in DSpace on 2016-02-26T12:03:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 rafaelrodriguesdepaiva.pdf: 1188955 bytes, checksum: b04f0f61a4d3103570287581b800ce0b (MD5) Previous issue date: 2014-03-27 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Florações de cianobactérias podem causar efeitos negativos na qualidade da água e em comunidades biológicas. Dentre estas comunidades, copépodos calanóides possuem uma grande importância, sendo o grupo planctônico dominante em muitos ambientes de água doce. Apesar da importância destes copépodos para a dinâmica planctônica nestes sistemas, estudos sobre a interação entre estes animais e cianobactérias são ainda escassos. No presente estudo, os efeitos da cianobactéria invasiva e tóxica Cylindrospermopsis raciborskii (Woloszyńska) Seenayya et Subba Raju (1972) no copépodo calanóide tropical Notodiaptomus iheringi (Wright 1935) foram avaliados. Alimentação (taxas de remoção e seleção alimentar), sobrevivência (curvas de Kaplan-Meier, probabilidades de sobrevivência e Hazard ratio) e reprodução (% fêmeas com ovos e produção de ovos) deste copépodo foram estudadas usando dietas monoespecíficas e mistas de C. raciborskii e algas nutritivas (Chlamydomonas chlorastera ou Cryptomonas obovata). O aumento na proporção de C. raciborskii (> 50%) esteve relacionado a baixas taxas de alimentação, embora nenhuma diferença entre as taxas de remoção na cianobactéria e na alga nutritiva dentro de cada tratamento tenha sido encontrada. Efeitos negativos (25 ou 75% de C. raciborskii) ou neutros (50% de C. raciborskiii) na sobrevivência foram detectados nos tratamentos. Por outro lado, a reprodução em N. iheringi foi afetada pela presença de C. raciborskii, independente da proporção desta cianobactéria. Características da espécie C. raciborskii tais como toxicidade (e.g. saxitoxinas) e baixos valores nutricionais (e.g. ausência de PUFA) juntamente com não aclimatação prévia em N. iheringi à C. raciborskii podem explicar os diferentes resultados encontrados. Em geral, copépodos N. iheringi podem se alimentar e sobreviver em dietas com C. raciborskii. Porém, dietas de C. raciborskii não suportam a reprodução destes animais. Este é o primeiro estudo que avalia o efeito de C. raciborskii na sobrevivência e reprodução de copépodos calanóides. Os resultados deste trabalho podem contribuir para o entendimento do comportamento alimentar assim como a dinâmica populacional de copépodos calanóides na presença da cianobactéria C. raciborskii. / Cyanobacterial blooms can cause negative impacts on water quality and biological communities. Among these biological communities, calanoid copepods have a great importance, being the dominant planktonic group in many freshwater systems. Despite the importance of calanoid copepods to plankton dynamics in freshwater systems, studies on the interaction between these animals and cyanobacteria are still scarce. Here the effects of the invasive and toxic cyanobacterium Cylindrospermopsis raciborskii (Woloszyńska) Seenayya et Subba Raju (1972) on the tropical calanoid copepod Notodiaptomus iheringi (Wright 1935) were evaluated. Feeding (clearance rates and selective feeding), survival (Kaplan-Meier curves, survival probabilities and hazard ratios) and reproduction (% females with eggs and egg production) of this copepod were studied using single and mixed diets of C. raciborskii and nutritious algae (Chlamydomonas chlorastera or Cryptomonas obovata). The increase on C. raciborskii proportion (> 50%) was related to lower feeding rates although no differences between the clearance rates on the cyanobacterium and nutritious algae within each treatment were found. Negative (25 or 75% of C. raciborskii) or neutral (50% of C. raciborskiii) effects on survival were detected throughout the treatments. On the other hand, the reproduction in N. iheringi was strongly affected by the presence of C. raciborskii, independently of the proportion of this cyanobacterium. Features of the species C. raciborskii such as toxicity (e.g. saxitoxins) and low nutritional values (e.g. absence of PUFA) along with non-previous acclimation in N. iheringi to C. raciborskii might explain the different outcomes found in the present study. Overall, N. iheringi copepods can feed and survive in diets with C. raciborskii. However, C. raciborskii diets cannot support reproduction of these animals. This is the first study that evaluates the effects of C. raciborskii on survival and reproduction of calanoid copepods. The outcomes found in this work might contribute to the understanding of the feeding interactions as well as the population dynamics of calanoid copepods in the presence of the cyanobacterium C. raciborskii.

Neste trabalho, investigou-se o crescimento e as interações de microorganismos, anaeróbios, em batelada com células planctônicas e em reatores diferenciais com biofilme, sob condições termofílicas (55ºC). Foram utilizadas técnicas clássicas para caracterizar os microorganismos anaeróbios estritos e biologia molecular (FISH), com sondas fluorescentes específicas, para caraterizar e quantificar os microrganismos pertencentes ao domínios Archea e Bacteria. Foram realizadas experimentos com meios de cultivo contendo acetato de sódio e propionato de sódio, na presença de sulfato de sódio. Os resultados do FISH mostraram, para os ensaios em batelada com acetato e sulfato, o predomínio de organismos pertencentes ao Domínio Archea (ARC915+MB1174) representados pelo gênero Methanosarcina sp. e bacilos fluorescentes. No biofilme, para a mesma condição, houve predomínio de células do Domínio Bacteria (EUB338) e relacionadas com a oxidação do acetato. Para a condição de cultivo com lactato e sulfato, as células bacterianas semelhantes a Desulfotomaculum sp. predominaram nos reatores em batelada e diferenciais, justificando a elevada porcentagem de células do Domínio Bacteria. Os resultados do NMP mostraram uma maior concentração de anaeróbios totais na condição lactato e sulfato (\'10 POT.11\' - \'10 POT.12\'). Para as arqueas metanogênicas essa concentração foi eveidenciada para a condição de cultivo com acetato e sulfato (\'10 POT.4\'). Os resultados desse trabalho sugeriram que em reatores em batelada, na condição de cultivo com acetato e sulfato, ocorreu equilíbrio entre metanogênese, oxidação de acetato e sulfatogênese, enquanto no biofilme, foram favorecidos os dois primeiros tipos de metabolismo. A condição lactato mais sulfato favoreceu a sulfetogênese em ambos os reatores. No reator diferencial, alimentado com proprionato e sulfato ocorreu fermentação com crescimento sintrófico entre oxidadoras de proprionato, metanogênicas e redutoras de sulfato hidrogenotróficas. / In this work, were investigated the growth and interactions of anaerobic microorganisms, in batch and differential reactors with planktonic cells and biofilm, respectively, in thermophilic conditions (55°C). Classic and molecular biology methods (FISH) were utilized to characterize strict anaerobes, with specific fluorescence probes, to characterize the Archaea and Bacteria Domain cells. Experiments with sodium acetate, s01ium lactate and sodium propionate plus sodium sulfate were realized. To the acetate and sulfate batch assays the results of FISH showed the predominance of Archaea Domain cells (ARC915+MB1174), represented by genera Methanosarcina sp. and fluorescents rods. Under the same conditions the biofilm results showed predominance of Bacteria Domain cells (EUB338) and those related to the acetate oxidation. In lactate plus sulfate condition the bacteria cells, as Desulfotomaculum sp., predominated in batch and differential reactors, justifying the high percentage of Bacteria Domain cells. The MPN results showed a high concentration of total anaerobes under lactate plus sulfate condition (\'10 POT.11\' - \'10 POT.12\'). For methanogenic arquea this concentration was obtained in the acetate plus sulfate condition (\'10 POT.4\'). These results suggest a process equilibrium may have occurred among methanogenesis, acetate oxidation and sulfidogenesis in batch reactors under acetate plus sulfate conditions. However, methanogenesis and acetate oxidation metabolisms predominated in the biofilm. Sulfidogenesis was easier in both reactors, under lactate plus sulfate conditions. In the differential reactors with propionate plus sulfate, the fermentation was in syntrophic co-culture among propionate oxidizing bacteria, methanogenic and hydrogenotrophic sulfate reducing bacteria.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A pesquisa teve o objetivo de averiguar a presença de toxicidade nas cianobactérias planctônicas no deságue da Lagoa de estabilização no igarapé Grande, em Boa Vista, por meio de bioensaio em camundongos de linhagem Swiss albino. O corpo hídrico em estudo está localizado na área urbana de Boa Vista, recebe influência resultante da descarga final dos esgotos domésticos dos moradores próximos e de efluentes do sistema de tratamento de esgotos sanitários da cidade, apresentando florações em alguns trechos. Pesquisas anteriores constataram a presença de florações de cianobactéria planctônica nesse ambiente. No entanto, havia a ausência de estudos sobre a toxicidade das florações de cianobactéria planctônicas existentes no igarapé Grande. A área escolhida foi georeferenciada e denominada como: E1 (montante do deságue da ETE), situada no igarapé grarde; E2 (desague/calha); E3 (jusante do deságue). Foram realizadas três coletas amostrais no período seco e três no período das chuvas. No momento da coleta, foram feitas medidas do pH e temperatura da água. Em seguida, foram realizadas as análises das concentrações de clorofila-a, nitrogênio amoniacal, fósforo total, turbidez e estimativa de densidade celular. Foi observado a presença de cianobactérias da espécie Planktothrix agardhii (Gomont) Anagnostidis et Komárek durante todos os meses de coletas, nos períodos sazonais (seco e chuvoso) e confirmou-se que a Estação de Tratamento de Esgoto Sanitário do município de Boa Vista ETE/BV - é a fonte de entrada dessa espécie de cianobactéria no igarapé Grande. Foi observada a distribuição dos organismos na superfície da água afetando a qualidade físico-química do igarapé Grande. Também o teste estatístico possibilitou a identificação da amônia (NH3) como a variável de maior contribuição para a toxicidade nas estações. Além disso, o resultado foi ratificado pelos testes quimiométricos PCA; FA. O teste (DL50 -24 horas), realizado por meio de bioensaio em camundongos no período seco, do material algáceo da estação E3, apresentou a toxicidade em doses acima de 2.500 mg kg mL- (p.c), com a maior mortalidade de 75% dos indivíduos do grupo que recebeu as concentrações de 100 mg mL-. Os resultados da estação de coleta E2, mostram mortalidade de 25% dos indivíduos na concentração de extrato de 50 mg mL-, 25% de indivíduos e 100 mg mL- dos individuo e 75% de indivíduos com a concentração de 150 mg mL- das amostras coletadas durante o período das chuvas. / The study aimed to access the presence of toxic planktonic cyanobacteria by mouse bioassay in the outflow of the stabilization pond and in the Igarapé Grande, Boa Vista, RR. The waterbodies under study are located in the urban area of Boa Vista, and are influenced by the final discharge of the domestic sewage from nearby residents and effluents of the sewage treatment plant from the city. Previous research has established the presence of cyanobacterial blooms in this environment. However, there was a lack of studies on the toxicity of the cyanobacteria that bloom in the stabilization pond system and adjacent Igarapé Grande. The study area was geo-referenced and named as E1 (upstream of the sewage treatment plant outflow), located in the Igarapé Grande, E2 (outflow/gutter), and E3 (downstream of the outflow), also in the Igarapé Grande. It was performed three sample collections during the dry season and three during the rainy season. At the time of the samplings measurements of pH and water temperature were carried out. It was also collected samples for the estimation of chlorophyll-a, ammonia nitrogen, total phosphorus, turbidity and cell density evaluation. We observed the presence of the cyanobacteria of the genus Planktothrix agardhii during all the sampled months in both seasons (dry and rainy), confirming the city sewage treatment plant as the main source of entry of this species in the Igarapé Grande. It was also confirmed that the distribution of the organisms on the water surface affects the physico-chemical quality of the Igarapé Grande. Statistical analysis enabled the identification of ammonia as the parameter of greatest contribution to the toxicity in the sampled locations. In addition, confirmation was obtained by the chemometric tests PCA, FA, HCA and PLS. The mouse bioassay tests (LD50 - 24h) showed toxicity at doses above 2,500 mg.Kg-1 b.w. and at concentrations of cell extract over 50 mg mL-. The higher mortality occurred in 75% of individuals in the group that received concentrations of 100 mg mL- of the material collected at E3 during the dry season. The results of E2 sampling station showed mortality of 25% of individuals at extract concentration of 50 mg mL-; 25% of individuals at 100 mg mL- and 75% of individuals at concentration of 150 mg mL- from the samples collected during the rainy season.

O objetivo desse trabalho foi avaliar a degradação de alquilbenzeno linear sulfonado (LAS) em condições anaeróbias. Os primeiros experimentos foram realizados em reatores em batelada alimentados com diferentes substratos e concentrações de LAS. Apesar do surfactante ficar adsorvido no lodo, não foram observadas interferências no metabolismo de microrganismos anaeróbios, pois dessa forma o LAS tornou-se indisponível para a degradação celular. Reatores anaeróbios horizontais de leito fixo (RAHLF) foram avaliados quanto à remoção de LAS e inoculados com lodos anaeróbios provenientes de reatores UASB usados respectivamente no tratamento de esgoto sanitário (R1) e tratamento de dejetos suinocultura (R2) imobilizados em espuma de poliuretano. A adição de LAS não influenciou na estabilidade do reator. O LAS começou a ser degradado após 108 dias da sua adição no afluente dos reatores. Porcentagens de remoção, considerando adsorção e degradação de LAS, com 313 dias de operação foram iguais a 50% e 91% para o R1 e R2, respectivamente, quando foram alimentados com esgoto sintético e 14 mg/L de LAS (reator - R1) e somente LAS a 14 mg/L (reator - R2). Em relação ao balanço de massa de LAS, os reatores apresentaram degradações muito semelhantes, sendo 35% para o reator R1 e 34% para o reator - R2. A diversidade microbiana referente aos domínios Bacteria e Archaea e ao grupo BRS foi avaliada utilizando a técnica de PCR/DGGE. Para o domínio Archaea, foram observadas diferenças significativas nas populações quando os reatores foram alimentados com LAS. Diferenças foram observadas no domínio Bactéria e grupo das BRS, para concentrações de LAS de 14 mg/L. A alteração na diversidade microbiana pode ter ocorrido devido à seleção dos microrganismos pela presença do surfactante. A biomassa presente no final da operação foi submetida à técnica de clonagem e seqüenciamento do fragmento do RNAr 16S para o domínio Bacteria. Observou-se que os reatores que apresentaram maior número de clones relacionados ao filo Firmicutes, classe Clostridia, ordem Clostridiales. Provavelmente os microrganismos pertencentes a esse grupo estejam envolvidos com a degradação do LAS / The objective of this work was to evaluate the degradation of linear alkylbenzene sulfonate (LAS) in anaerobic conditions. The first experiments were accomplished in reactors in batch fed with different substrates and concentration of LAS. In spite of the surfactant to be adsorbed in the sludge interferences was not observed in the metabolism of anaerobic microorganisms, because in that way LAS became unavailable for the cellular degradation. Horizontal anaerobic immobilized biomass (HAIB) reactors were appraised as for the removal of LAS and inoculated with coming anaerobic slugde of reactors UASB used respectively in the treatment of sanitary sewage (R1) and treatment of wastewater swine (R2) immobilized polyurethane foam. The addition of LAS didn’t influence in the stability of the reactor. LAS began to be degraded after 108 days of its addition in the tributary of the reactors. Removal percentages, considering adsorption and degradation of LAS, with 313 days of operation was same to 50% and 91% for R1 and R2, respectively, when they were fed with synthetic sewage and 14 mg/L of LAS (reactor – R1) and only LAS to 14 mg/L (reactor – R2). In relation to the balance of mass of LAS, the reactors presented very similar degradations, being 35% for the reactor R1 and 34% for the reactor R2. The microbial diversity regarding the Bacteria and Archaea domain and to the group BRS was evaluated using the technique of PCR/DGGE. The alteration in the microbial diversity might have happened due to the selection of the microorganisms for the presence of the surfactant. The biomass present in the end of the operation was submitted the cloning technique and sequencing of the fragment of 16S rRNA for the bacteria domain. It was observed that the reactors presented larger number of clones related to the phylum Firmicutes, Clostridia, Clostridiales. Probably the microorganisms belonging to that group are involved with the degradation of LAS

Made available in DSpace on 2014-08-20T13:32:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_marcia_magalhaes_mata.pdf: 1998479 bytes, checksum: c18127c54931180d99c33eb9ceb106cd (MD5) Previous issue date: 2013-06-24 / L. monocytogenes is the etiologic agent of listeriosis, a severe food-borne disease. This pathogen has also variable ability to adhere to food-processing surfaces. Thus, the aims of this study was at first to evaluate the influence of the temperature (04-10-25-37°C) and time of incubation (24-48-168h) on the formation of attached cells by L. monocytogenes strains of diverse origins, serotypes and lineages using a colorimetric microtitre plate method. After this, comprehensive proteomics experiments using label-free 1D- liquid chromatography/tandem mass spectrometry (1D-LC/tandem MS) were performed to determine if the global proteomic responses of L. monocytogenes strains (Siliken and F2365) is altered markedly as attached cells compared to its planktonic state when growth media and temperature are the same. Our results showed that attached cells produced by different origins of L. monocytogenes did not change significantly when subjected to experimental conditions, unlike what was observed with attached cells produced by different serotypes and lineages of L. monocytogenes, which were clearly affected by environmental conditions.such as temperature and time of incubation. The ability of lineage II and serotype 1/2a and 1/2b to form large amount of attached cells when compared with the others in specific conditions indicates that risks from Listeria adherence must be taken seriously in sensitive food environments in order to find safer alternatives to prevent contamination and further dissemination of listeriosis. Only 8 proteins demonstrated substantial changes in common between both strains and temperatures in attached cells compared to their planktonic counterparts. They are: GroEL, DnaK, PtsH, PdxS, Pgi, RpsB, RpsD, and RpsP. Moreover, it was observed that the cell surface protein BapL abundance, though low, was not enhanced in attached cells suggesting its role in adherence could be a generalized contribution to the cell wall hydrophobicity. Interestingly, our experiment suggest that at 25°C the attached cells in both strains undergo flagella synthesis repression. Also, Sig B Regulon can be associate with an enhanced general stress response occurs in lineage II Strain (Siliken) but not in lineage I Strain (F2365) and could relate to the consequences of attachment. The temporal survey-based approach demonstrates clearly that high coverage represents a powerful means to investigate dynamic responses in L. monocytogenes from a functional genomics perspective / L. monocytogenes é o agente etiológico da listeriose, uma doença severa de origem alimentar. Esse patógeno também é capaz de se aderir a uma grande variedade de superfícies do processamento de alimentos. Sendo assim, os objetivos deste estudo foram primeiramente, avaliar a influência da temperatura (04-10-25 e 37°C) e tempo de incubação (24-48-168h) na formação de células aderidas de cepas de L. monocytogenes de diferentes origens, sorotipos e linhagens utilizando o método colorimétrico em placas de microtitulação. Após, experimentos de proteômica abrangentes que não utilizam marcadores, como a Cromatografia líquida de 1D/ espectrometria de massa em tandem (1D-LC/tandem MS) foram realizadas para determinar se o perfil proteico global de células planctônicas e de células aderidas de cepas de L. monocytogenes (Siliken e F2365) foi alterado significativamente quando os meios de crescimento e de temperatura de incubação foram os mesmos. A partir dos resultados obtidos verificou-se que as células aderidas formadas por L. monocytogenes de diferentes origens não sofreram alterações significativas quando submetidas às condições experimentais, diferentemente do que foi observado com as células aderidas formadas por L. monocytogenes de diferentes sorotipos e linhagens, as quais foram claramente afetadas pelas condições do ambiente. A habilidade da linhagem II e dos sorotipos 1/2a e 1/2b de formar grande quantidade de células aderidas quando comparadas com as demais, em condições específicas, indica alto risco de contaminação e disseminação da listeriose, bem como a sobrevivência e persistência deste micro-organismo no ambiente. Com base na análise proteômica, apenas oito proteínas demonstraram alterações substanciais em comum entre ambas as cepas e temperaturas em células aderidas comparadas com suas respectivas células planctônicas. São elas: GroEL, DnaK, PtsH, PdxS, Pgi, RpsB, RpsD, and RpsP. Verificou-se também que a abundância da proteína de superfície celular BapL, embora baixa, não foi aumentada em células aderidas sugerindo que o seu papel na adesão pode ser uma contribuição generalizada para a hidrofobicidade da parede celular. De forma muito interessante, nosso experimento sugere que células aderidas a 25°C por ambas as cepas levam a uma síntese de repressão flagelar. E ainda, Sig B Regulon pode estar associado com o aumento em geral da resposta ao estresse ocorrido na cepa de linhagem II (Siliken) mas não na cepa de linhagem I (F2365) o que pode estar relacionado com as consequências da adesão. A técnica utilizada no experimento demonstrou claramente que com alta abrangência é possível estudar proteomas bacterianos representando assim uma ferramenta poderosa para investigar respostas dinâmicas em L. monocytogenes através de uma perspectiva de genômica funcional.