RESUMO

RESUMO As microcistinas (MC), que estão entre as cianotoxinas mais encontradas em florações de cianobactérias, não são eficientemente removidas pelas tecnologias do ciclo completo de tratamento de água. Como barreira adicional para sua remoção, destaca-se o processo de adsorção com carvão ativado granular (CAG). Esta pesquisa comparou a eficiência de remoção de MC-LR por sete CAG produzidos a partir de diferentes matérias-primas, analisando as propriedades das amostras: umidade, teor de cinzas, pH e características texturais. Inicialmente, os resultados indicaram que as propriedades dos CAG foram influenciadas pelo material de origem, assim como pelo método de produção. Nos ensaios de adsorção, o modelo de Langmuir indicou que, em quatro horas, com dosagem de 100 mg.L-1, o CAG de linhito (CGLIN) apresentou a maior capacidade de remoção (97,2%) de MC-LR (Co: 115,1 µg.L-1), com qe,máx de 10,6 mg.g-1. O volume de mesoporos influenciou significativamente a capacidade adsortiva de MC dos carvões avaliados (r=0,98, Pearson). Esses resultados podem oferecer subsídios para a aplicação do processo de adsorção de MC-LR em estações de tratamento de água (ETA) para a minimização de intoxicações por água contaminada.

ABSTRACT Microcystins (MC), which are among the cyanotoxins more commonly found in cyanobacterial blooms, are not efficiently removed by full-cycle water treatment technologies. As an additional barrier, there is the adsorption process with granular activated carbon (GAC). This research compared the efficiency of MC-LR removal by seven GACs produced from different raw materials, analyzing these samples' properties: moisture, ash content, pH and textural characteristics. Initially, the results indicated that the GAC properties were influenced by the source material, as well as by the production method. In the adsorption assays, the Langmuir model indicated that in 4h, with 100 mg.L-1 dosage, the granular activated carbon of lignite (CGLIN) had the highest MC-LR (Co: 115.1 µg.L-1) removal capacity (97.2%), with qe,max of 10.6 mg.g-1. The volume of mesopores significantly influenced the adsorption capacity of microcystin by the evaluated GACs (r=0.98, Pearson). These results can support the application of the MC-LR adsorption process in water treatment plants to minimize intoxication with contaminated water.

RESUMO

RESUMO O trabalho objetivou avaliar a remoção concomitante de duas cianotoxinas - microcistina-LR e saxitoxina-STX - por meio da adsorção em carvão ativado granular. Em primeira etapa, três carvões de granulometrias distintas, dois de coco de dendê e um mineral, foram avaliados na adsorção de microcistina-LR em água destilada e tratada com concentrações de 3,9 a 9,4 ug.L-1. O carvão de coco de dendê de menor granulometria apresentou desempenho mais uniforme, tanto no que tange à remoção (%) de microcistina-LR, quanto ao volume de efluente produzido consoante com as recomendações do padrão de potabilidade brasileiro. Em segunda etapa, apenas para o carvão selecionado na etapa precedente, concentrações de microcistina-LR e saxitoxina-STX aproximadamente 50% superiores dos limites do mesmo padrão de potabilidade foram dispersas em água destilada. Tais ensaios de adsorção evidenciaram que apenas a adsorção de saxitonina não foi influenciada pela simultaneidade das duas cianotoxinas.

ABSTRACT This study focused on the simultaneous removal of two cyanotoxins - microcystin-LR and saxitoxin-STX - by means of adsorption onto granular activated carbon. In first step, three carbons with different granulometry (dende coconut and mineral) were evaluated on adsorption of microcystin-LR in distilled and treated waters in concentrations at about 3.9 to 9.4 ug.L-1. The dende coconut carbon with lower granulometry showed higher performance according to the limits established by Brazilian Drinking Water Standards. In second step, with the selected carbon in previous step, concentrations of the two cyanotoxins 50% higher than those limits were dispersed in distilled water. The tests pointed out that only saxitoxin-STX removal was not affect by the presence both cyanotoxins.

RESUMO

RESUMEN Llayta es el nombre asignado a la biomasa seca de macrocolonias de una cianobacteria filamentosa, clasificada como Nostoc sp. Llayta crece en humedales andinos de Sudamérica y ha sido considerada como un ingrediente alimenticio desde tiempos precolombinos. Este estudio pretende contribuir a la definición de la calidad nutritiva de la Llayta, proporcionando información sobre su composición bioquímica e identificar aspectos críticos de interés toxicológico. Los resultados mostraron que el 60% del total de sus aminoácidos son indispensables, contenía un 2% de lípidos totales, 32% del total de ácidos grasos eran poliinsaturados, la vitamina E fue la más abundante (4,3 mg%), el contenido de polifenoles totales es 64 mg equivalentes de ácido gálico, su actividad antioxidante es 17,4 μmoles equivalentes de Trolox, la fibra total fue el 56% del peso seco y presentó un contenido promedio de arsénico total de 9,2 ± 5,4 ppm. Esta cianobacteria no es productora de microcistina, por lo que las colonias de la Llayta podrían considerarse inocua para el consumo humano.

ABSTRACT Llayta is the name assigned to the dry biomass of macrocolonies of a filamentous cyanobacterium classified as Nostoc sp. Llayta grows in the Andean wetlands of South America and has been considered a food ingredient since pre-Columbian times. This work is an effort to contribute to define the nutritional quality of Llayta providing information on its biochemical composition and to identify key toxicological aspects. The results indicated that 60% of its aminoacids were indispensable, total lipids were 2% of dry weight, polyunsaturated fatty acids were 32% of total fatty acids, vitamin E was the most abundant (4.3 mg%), total polyphenols were 64 mg (equivalent to galic acid), antioxidant activity was 17.4 μmoles (equivalent to Trolox), total fiber was 56% of dry weight and accumulated 9.2 ± 5.4 ppm of total arsenic. Since Nostoc sp. Llayta is a cyanobacterium strain that does not synthesize the cyanotoxin microcystin, the Llayta colonies can be considered innocuous for human consumption.

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Abstract The aim of our study was to assess whether cyanotoxins (microcystins) can affect the composition of the zooplankton community, leading to domination of microzooplankton forms (protozoans and rotifers). Temporal variations in concentrations of microcystins and zooplankton biomass were analyzed in three eutrophic reservoirs in the semi-arid northeast region of Brazil. The concentration of microcystins in water proved to be correlated with the cyanobacterial biovolume, indicating the contributions from colonial forms such as Microcystis in the production of cyanotoxins. At the community level, the total biomass of zooplankton was not correlated with the concentration of microcystin (r2 = 0.00; P > 0.001), but in a population-level analysis, the biomass of rotifers and cladocerans showed a weak positive correlation. Cyclopoid copepods, which are considered to be relatively inefficient in ingesting cyanobacteria, were negatively correlated (r2 = – 0.01; P > 0.01) with the concentration of cyanotoxins. Surprisingly, the biomass of calanoid copepods was positively correlated with the microcystin concentration (r2 = 0.44; P > 0.001). The results indicate that allelopathic control mechanisms (negative effects of microcystin on zooplankton biomass) do not seem to substantially affect the composition of mesozooplankton, which showed a constant and high biomass compared to the microzooplankton (rotifers). These results may be important to better understand the trophic interactions between zooplankton and cyanobacteria and the potential effects of allelopathic compounds on zooplankton.

Resumo Com o objetivo de avaliar se as cianotoxinas (microcistinas) podem afetar a composição da comunidade zooplanctônica, levando à dominância de formas microzooplanctônicas (protozoários e rotiferos), as variações nas concentrações de microcistina e a biomassa do zooplâncton foram analisadas em três reservatórios eutróficos na região semi-árida do nordeste brasileiro. A concentração de microcistinas na água esteve correlacionada com o biovolume de cianobactérias, indicando a contribuição de formas coloniais como Microcystis na produção de cianotoxinas. A nível de comunidade, a biomassa total do zooplâncton não apresentou correlacão com a concentração de microcistina (r2 = 0.00; P > 0.001), mas em uma análise a nível de populações, a biomassa de rotíferos e cladóceros apresentou uma fraca correlação positiva. Copépodos Cyclopoida, os quais são considerados relativamente ineficientes na ingestão de cianobactérias, estiveram negativamente correlacionados com a concentração de microcistinas (r2 = - 0.01; P > 0.01). Surpreendentemente, a biomassa de copépodos Calanoida foi positivamente correlacionada com a concentração de cianotoxinas (r2 = 0.44; P > 0.001). Os resultados indicam que mecanismos de controle alelopáticos (efeitos negativos da microcistina sobre o zooplâncton) parecem não afetar substancialmente a composição do mesozooplâncton, que apresentou uma alta e constante biomassa, quando comparada à biomassa do microzooplâncton (rotíferos). Esses resultados podem ser importantes para um melhor entendimento das interações tróficas entre o zooplâncton e cianobactérias, e do efeito potencial de compostos alelopáticos sobre o zooplâncton.

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Abstract The aim of our study was to assess whether cyanotoxins (microcystins) can affect the composition of the zooplankton community, leading to domination of microzooplankton forms (protozoans and rotifers). Temporal variations in concentrations of microcystins and zooplankton biomass were analyzed in three eutrophic reservoirs in the semi-arid northeast region of Brazil. The concentration of microcystins in water proved to be correlated with the cyanobacterial biovolume, indicating the contributions from colonial forms such as Microcystis in the production of cyanotoxins. At the community level, the total biomass of zooplankton was not correlated with the concentration of microcystin (r2 = 0.00; P > 0.001), but in a population-level analysis, the biomass of rotifers and cladocerans showed a weak positive correlation. Cyclopoid copepods, which are considered to be relatively inefficient in ingesting cyanobacteria, were negatively correlated (r2 = 0.01; P > 0.01) with the concentration of cyanotoxins. Surprisingly, the biomass of calanoid copepods was positively correlated with the microcystin concentration (r2 = 0.44; P > 0.001). The results indicate that allelopathic control mechanisms (negative effects of microcystin on zooplankton biomass) do not seem to substantially affect the composition of mesozooplankton, which showed a constant and high biomass compared to the microzooplankton (rotifers). These results may be important to better understand the trophic interactions between zooplankton and cyanobacteria and the potential effects of allelopathic compounds on zooplankton.(AU)

Resumo Com o objetivo de avaliar se as cianotoxinas (microcistinas) podem afetar a composição da comunidade zooplanctônica, levando à dominância de formas microzooplanctônicas (protozoários e rotiferos), as variações nas concentrações de microcistina e a biomassa do zooplâncton foram analisadas em três reservatórios eutróficos na região semi-árida do nordeste brasileiro. A concentração de microcistinas na água esteve correlacionada com o biovolume de cianobactérias, indicando a contribuição de formas coloniais como Microcystis na produção de cianotoxinas. A nível de comunidade, a biomassa total do zooplâncton não apresentou correlacão com a concentração de microcistina (r2 = 0.00; P > 0.001), mas em uma análise a nível de populações, a biomassa de rotíferos e cladóceros apresentou uma fraca correlação positiva. Copépodos Cyclopoida, os quais são considerados relativamente ineficientes na ingestão de cianobactérias, estiveram negativamente correlacionados com a concentração de microcistinas (r2 = - 0.01; P > 0.01). Surpreendentemente, a biomassa de copépodos Calanoida foi positivamente correlacionada com a concentração de cianotoxinas (r2 = 0.44; P > 0.001). Os resultados indicam que mecanismos de controle alelopáticos (efeitos negativos da microcistina sobre o zooplâncton) parecem não afetar substancialmente a composição do mesozooplâncton, que apresentou uma alta e constante biomassa, quando comparada à biomassa do microzooplâncton (rotíferos). Esses resultados podem ser importantes para um melhor entendimento das interações tróficas entre o zooplâncton e cianobactérias, e do efeito potencial de compostos alelopáticos sobre o zooplâncton.(AU)

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Abstract The aim of our study was to assess whether cyanotoxins (microcystins) can affect the composition of the zooplankton community, leading to domination of microzooplankton forms (protozoans and rotifers). Temporal variations in concentrations of microcystins and zooplankton biomass were analyzed in three eutrophic reservoirs in the semi-arid northeast region of Brazil. The concentration of microcystins in water proved to be correlated with the cyanobacterial biovolume, indicating the contributions from colonial forms such as Microcystis in the production of cyanotoxins. At the community level, the total biomass of zooplankton was not correlated with the concentration of microcystin (r2 = 0.00; P > 0.001), but in a population-level analysis, the biomass of rotifers and cladocerans showed a weak positive correlation. Cyclopoid copepods, which are considered to be relatively inefficient in ingesting cyanobacteria, were negatively correlated (r2 = 0.01; P > 0.01) with the concentration of cyanotoxins. Surprisingly, the biomass of calanoid copepods was positively correlated with the microcystin concentration (r2 = 0.44; P > 0.001). The results indicate that allelopathic control mechanisms (negative effects of microcystin on zooplankton biomass) do not seem to substantially affect the composition of mesozooplankton, which showed a constant and high biomass compared to the microzooplankton (rotifers). These results may be important to better understand the trophic interactions between zooplankton and cyanobacteria and the potential effects of allelopathic compounds on zooplankton.

Resumo Com o objetivo de avaliar se as cianotoxinas (microcistinas) podem afetar a composição da comunidade zooplanctônica, levando à dominância de formas microzooplanctônicas (protozoários e rotiferos), as variações nas concentrações de microcistina e a biomassa do zooplâncton foram analisadas em três reservatórios eutróficos na região semi-árida do nordeste brasileiro. A concentração de microcistinas na água esteve correlacionada com o biovolume de cianobactérias, indicando a contribuição de formas coloniais como Microcystis na produção de cianotoxinas. A nível de comunidade, a biomassa total do zooplâncton não apresentou correlacão com a concentração de microcistina (r2 = 0.00; P > 0.001), mas em uma análise a nível de populações, a biomassa de rotíferos e cladóceros apresentou uma fraca correlação positiva. Copépodos Cyclopoida, os quais são considerados relativamente ineficientes na ingestão de cianobactérias, estiveram negativamente correlacionados com a concentração de microcistinas (r2 = - 0.01; P > 0.01). Surpreendentemente, a biomassa de copépodos Calanoida foi positivamente correlacionada com a concentração de cianotoxinas (r2 = 0.44; P > 0.001). Os resultados indicam que mecanismos de controle alelopáticos (efeitos negativos da microcistina sobre o zooplâncton) parecem não afetar substancialmente a composição do mesozooplâncton, que apresentou uma alta e constante biomassa, quando comparada à biomassa do microzooplâncton (rotíferos). Esses resultados podem ser importantes para um melhor entendimento das interações tróficas entre o zooplâncton e cianobactérias, e do efeito potencial de compostos alelopáticos sobre o zooplâncton.

RESUMO

RESUMO Usualmente, o tratamento convencional de águas com altas densidades de cianobactérias e concentração de cianotoxinas não garante efluente consoante o padrão de potabilidade vigente (1,0 µg.L-1 de microcistina). Etapas adicionais fazem-se necessárias, destacando-se a adsorção por carvão ativado granular ou pulverizado. Neste contexto, o objetivo geral deste trabalho foi avaliar em escala de bancada a remoção de microcistina em água natural por adsorção em colunas de carvão ativado granular de casca de coco, após as etapas de clarificação e filtração em areia. Os resultados mostraram que o transpasse no carvão de maior granulometria ocorreu em menor tempo de contato (2 h), quando comparado ao de menor granulometria. Tais resultados abrem perspectiva de emprego em escala real por garantir efluente com concentração inferior ao que estabelece a Portaria 2914 por mais tempo e utilizando menor massa de carvão.

ABSTRACT Conventional treatment process of natural waters with high densities of cyanobacteria and cyanotoxins usually presents low efficiency according to the present drinking water standard (maximum permissible value of 1.0 µg.L-1 of microcystin). Additional steps, such as activated carbon, commonly become necessary to achieve the maximum permissible value of microcystin (1.0 µg.L-1) set up by Brazilian Drinking Water Regulation 2914. In this context, the main objective of this work was to evaluate microcystin removal from natural waters by means of two granular activated carbons after clarification and sand filtration in bench scale. The results pointed out that the breakthrough happened in activated carbon with highest grain sizes in lower contact time (2 h) , when compared with that with smaller grain sizes. These results open the perspective of an application of the activated carbon in actual scale, assuring the treated water quality in compliance with the Brazilian Drinking Water Standards Regulation 2914.

RESUMO

p>The discharge of sewage and industrial effluents containing high concentrations of pollutants in water bodies increases eutrophication. Cyanobacteria, some of the organisms whose growth is promoted by high nutrient concentrations, are resistant and produce several types of toxins, known as cyanotoxins, highly harmful to human beings. Current water treatment systems for the public water supply are not efficient in degradation of toxins. Advanced oxidation processes (AOP) have been tested for the removal of cyanotoxins, and the results have been positive. This study examines the application of photoelectrooxidation in the degradation of cyanotoxins (microcystins). The performance of the oxidative processes involved was evaluated separately: Photocatalysis, Electrolysis and Photoelectrooxidation. Results showed that the electrical current and UV radiation were directly associated with toxin degradation. The PEO system is efficient in removing cyanotoxins, and the reduction rate reached 99%. The final concentration of toxin was less than 1 µg/L of microcystin in the treated solution. /p>

p>A descarga de esgotos e efluentes industriais contendo altas concentrações de poluentes nos corpos d'água aumenta a eutrofização. As cianobactérias, são organismos cujo crescimento é promovido por concentrações elevadas de nutrientes, são resistentes e produzem vários tipos de toxinas conhecidas, como cianotoxinas, altamente prejudiciais para os seres humanos. Os sistemas atuais de tratamento de água para o abastecimento público de água não são eficientes na degradação destas toxinas. Processos oxidativos avançados (POA) foram testados para a remoção de cianotoxinas, e os resultados têm sido positivos. Este estudo avalia o processo de fotoeletrooxidação (FEO) na degradação de cianotoxinas (microcistinas). Foi avaliado o desempenho dos processos envolvidos separadamente: fotocatalisis, eletrólise e fotoeletrooxidação. Os resultados mostram que a potencia da radiação UV e da corrente elétrica estão diretamente associados com a degradação de toxinas. O sistema de FEO é eficiente na remoção de cianotoxinas e a redução foi de 99%. A concentração final de toxina foi inferior a 1 g / L de microcistina na solução tratada. /p>

RESUMO

We evaluated the effect of crude extracts of the microcystin-producing (MC+) cyanobacteria Microcystis aeruginosa on seed germination and initial development of lettuce and arugula, at concentrations between 0.5 μg.L–1 and 100 μg.L–1 of MC-LR equivalent, and compared it to crude extracts of the same species without the toxin (MC–). Crude extracts of the cyanobacteria with MC (+) and without MC (–) caused different effects on seed germination and initial development of the salad green seedlings, lettuce being more sensitive to both extracts when compared to arugula. Crude extracts of M. aeruginosa (MC+) caused more evident effects on seed germination and initial development of both species of salad greens than MC–. Concentrations of 75 μg.L–1 and 100 μg.L–1 of MC–LR equivalent induced a greater occurrence of abnormal seedlings in lettuce, due to necrosis of the radicle and shortening of this organ in normal seedlings, as well as the reduction in total chlorophyll content and increase in the activity of the antioxidant enzyme peroxidase (POD). The MC– extract caused no harmful effects to seed germination and initial development of seedlings of arugula. However, in lettuce, it caused elevation of POD enzyme activity, decrease in seed germination at concentrations of 75 μg.L–1 (MC-75) and 100 μg.L–1 (MC-100), and shortening of the radicle length, suggesting that other compounds present in the cyanobacteria extracts contributed to this result. Crude extracts of M. aeruginosa (MC–) may contain other compounds, besides the cyanotoxins, capable of causing inhibitory or stimulatory effects on seed germination and initial development of salad green seedlings. Arugula was more sensitive to the crude extracts of M. aeruginosa (MC+) and (MC–) and to other possible compounds produced by the cyanobacteria.

Analisamos os efeitos de extratos brutos da cianobactéria M. aeruginosa, produtora de microcistinas (MC+), na germinação de sementes e no desenvolvimento de plântulas de alface e rúcula, em concentrações de 0,5 a 100 μg.L–1de MC–LR equivalente e comparamos com extrato brutos da mesma espécie sem a toxina (MC–). Extratos brutos de cianobactérias com MC (+) e sem MC (–) causaram efeitos diferentes na germinação de sementes e desenvolvimento de plântulas de hortaliças, sendo que a alface apresentou maior sensibilidade a ambos os extratos comparando-se com a rúcula. Extratos brutos de M. aeruginosa (MC+) causaram efeitos mais evidentes sobre a germinação de sementes e desenvolvimento de plântulas de hortaliças do que os (MC–). Concentrações de 75 e 100 μg.L–1 de MC–LR equivalente induziram maior ocorrência de plântulas anormais na alface devido ao aparecimento de necrose na radícula e seu encurtamento nas plântulas normais, bem como a redução no teor de clorofila total e aumento na atividade da enzima antioxidante peroxidase (POD). O extrato (MC–) não provocou efeitos inibitórios na germinação de sementes e desenvolvimento de plântulas para a rúcula, no entanto, provocou elevação da atividade da enzima POD, redução na germinação de sementes nas concentrações de 75 e 100 μg.L–1, e no comprimento da radícula na alface, sugerindo a ação de outros compostos presentes nos extratos da cianobactéria. Extratos brutos de M. aeruginosa (MC–) podem conter outros compostos além de cianotoxinas capazes de provocar efeitos inibitórios ou estimulatórios na germinação de sementes e no desenvolvimento de plântulas de hortaliças. A rúcula apresentou menor sensibilidade aos extratos brutos de M. aeruginosa (MC+) e (MC–) e outros possíveis compostos produzidos por estas cianobactérias.

Assuntos

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The discharge of sewage and industrial effluents containing high concentrations of pollutants in water bodies increases eutrophication. Cyanobacteria, some of the organisms whose growth is promoted by high nutrient concentrations, are resistant and produce several types of toxins, known as cyanotoxins, highly harmful to human beings. Current water treatment systems for the public water supply are not efficient in degradation of toxins. Advanced oxidation processes (AOP) have been tested for the removal of cyanotoxins, and the results have been positive. This study examines the application of photoelectrooxidation in the degradation of cyanotoxins (microcystins). The performance of the oxidative processes involved was evaluated separately: Photocatalysis, Electrolysis and Photoelectrooxidation. Results showed that the electrical current and UV radiation were directly associated with toxin degradation. The PEO system is efficient in removing cyanotoxins, and the reduction rate reached 99%. The final concentration of toxin was less than 1 µg/L of microcystin in the treated solution.

A descarga de esgotos e efluentes industriais contendo altas concentrações de poluentes nos corpos d'água aumenta a eutrofização. As cianobactérias, são organismos cujo crescimento é promovido por concentrações elevadas de nutrientes, são resistentes e produzem vários tipos de toxinas conhecidas, como cianotoxinas, altamente prejudiciais para os seres humanos. Os sistemas atuais de tratamento de água para o abastecimento público de água não são eficientes na degradação destas toxinas. Processos oxidativos avançados (POA) foram testados para a remoção de cianotoxinas, e os resultados têm sido positivos. Este estudo avalia o processo de fotoeletrooxidação (FEO) na degradação de cianotoxinas (microcistinas). Foi avaliado o desempenho dos processos envolvidos separadamente: fotocatalisis, eletrólise e fotoeletrooxidação. Os resultados mostram que a potencia da radiação UV e da corrente elétrica estão diretamente associados com a degradação de toxinas. O sistema de FEO é eficiente na remoção de cianotoxinas e a redução foi de 99%. A concentração final de toxina foi inferior a 1 g / L de microcistina na solução tratada.

Assuntos

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The discharge of sewage and industrial effluents containing high concentrations of pollutants in water bodies increases eutrophication. Cyanobacteria, some of the organisms whose growth is promoted by high nutrient concentrations, are resistant and produce several types of toxins, known as cyanotoxins, highly harmful to human beings. Current water treatment systems for the public water supply are not efficient in degradation of toxins. Advanced oxidation processes (AOP) have been tested for the removal of cyanotoxins, and the results have been positive. This study examines the application of photoelectrooxidation in the degradation of cyanotoxins (microcystins). The performance of the oxidative processes involved was evaluated separately: Photocatalysis, Electrolysis and Photoelectrooxidation. Results showed that the electrical current and UV radiation were directly associated with toxin degradation. The PEO system is efficient in removing cyanotoxins, and the reduction rate reached 99%. The final concentration of toxin was less than 1 µg/L of microcystin in the treated solution..(AU)

A descarga de esgotos e efluentes industriais contendo altas concentrações de poluentes nos corpos d'água aumenta a eutrofização. As cianobactérias, são organismos cujo crescimento é promovido por concentrações elevadas de nutrientes, são resistentes e produzem vários tipos de toxinas conhecidas, como cianotoxinas, altamente prejudiciais para os seres humanos. Os sistemas atuais de tratamento de água para o abastecimento público de água não são eficientes na degradação destas toxinas. Processos oxidativos avançados (POA) foram testados para a remoção de cianotoxinas, e os resultados têm sido positivos. Este estudo avalia o processo de fotoeletrooxidação (FEO) na degradação de cianotoxinas (microcistinas). Foi avaliado o desempenho dos processos envolvidos separadamente: fotocatalisis, eletrólise e fotoeletrooxidação. Os resultados mostram que a potencia da radiação UV e da corrente elétrica estão diretamente associados com a degradação de toxinas. O sistema de FEO é eficiente na remoção de cianotoxinas e a redução foi de 99%. A concentração final de toxina foi inferior a 1 g / L de microcistina na solução tratada.(AU)

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We evaluated the effect of crude extracts of the microcystin-producing (MC+) cyanobacteria Microcystis aeruginosa on seed germination and initial development of lettuce and arugula, at concentrations between 0.5 μg.L–1 and 100 μg.L–1 of MC-LR equivalent, and compared it to crude extracts of the same species without the toxin (MC–). Crude extracts of the cyanobacteria with MC (+) and without MC (–) caused different effects on seed germination and initial development of the salad green seedlings, lettuce being more sensitive to both extracts when compared to arugula. Crude extracts of M. aeruginosa (MC+) caused more evident effects on seed germination and initial development of both species of salad greens than MC–. Concentrations of 75 μg.L–1 and 100 μg.L–1 of MC–LR equivalent induced a greater occurrence of abnormal seedlings in lettuce, due to necrosis of the radicle and shortening of this organ in normal seedlings, as well as the reduction in total chlorophyll content and increase in the activity of the antioxidant enzyme peroxidase (POD). The MCextract caused no harmful effects to seed germination and initial development of seedlings of arugula. However, in lettuce, it caused elevation of POD enzyme activity, decrease in seed germination at concentrations of 75 μg.L–1 (MC-75) and 100 μg.L–1 (MC-100), and shortening of the radicle length, suggesting that other compounds present in the cyanobacteria extracts contributed to this result. Crude extracts of M. aeruginosa (MC–) may contain other compounds, besides the cyanotoxins, capable of causing inhibitory or stimulatory effects on seed germination and initial development of salad green seedlings. Arugula was more sensitive to the crude extracts of M. aeruginosa (MC+) and (MC–) and to other possible compounds produced by the cyanobacteria.(AU)

Analisamos os efeitos de extratos brutos da cianobactéria M. aeruginosa, produtora de microcistinas (MC+), na germinação de sementes e no desenvolvimento de plântulas de alface e rúcula, em concentrações de 0,5 a 100 μg.L–1de MC–LR equivalente e comparamos com extrato brutos da mesma espécie sem a toxina (MC–). Extratos brutos de cianobactérias com MC (+) e sem MC (–) causaram efeitos diferentes na germinação de sementes e desenvolvimento de plântulas de hortaliças, sendo que a alface apresentou maior sensibilidade a ambos os extratos comparando-se com a rúcula. Extratos brutos de M. aeruginosa (MC+) causaram efeitos mais evidentes sobre a germinação de sementes e desenvolvimento de plântulas de hortaliças do que os (MC–). Concentrações de 75 e 100 μg.L–1 de MC–LR equivalente induziram maior ocorrência de plântulas anormais na alface devido ao aparecimento de necrose na radícula e seu encurtamento nas plântulas normais, bem como a redução no teor de clorofila total e aumento na atividade da enzima antioxidante peroxidase (POD). O extrato (MC–) não provocou efeitos inibitórios na germinação de sementes e desenvolvimento de plântulas para a rúcula, no entanto, provocou elevação da atividade da enzima POD, redução na germinação de sementes nas concentrações de 75 e 100 μg.L–1, e no comprimento da radícula na alface, sugerindo a ação de outros compostos presentes nos extratos da cianobactéria. Extratos brutos de M. aeruginosa (MC–) podem conter outros compostos além de cianotoxinas capazes de provocar efeitos inibitórios ou estimulatórios na germinação de sementes e no desenvolvimento de plântulas de hortaliças. A rúcula apresentou menor sensibilidade aos extratos brutos de M. aeruginosa (MC+) e (MC–) e outros possíveis compostos produzidos por estas cianobactérias.(AU)

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As cianobactérias constituem um grupo de micro-organismos procariontes encontrado em ambientes aquáticos, os quais vêm sendo pesquisado devido à capacidade de produzir toxinas que causam grandes impactos à saúde pública e ambiental. A ocorrência de florações desses micro-organismos em reservatórios de água utilizada para abastecimento público tem sido frequente e prejudicado os usos múltiplos da água. Algumas cepas produzem florações nocivas liberando compostos neurotóxicos, hepatotóxicos ou irritantes à pele de seres humanos e animais, podendo ocasionar intoxicação e morte. A literatura reporta a ocorrência de um acidente em Caruaru, Pernambuco, onde faleceram 65 pacientes que faziam hemodiálise, devido à presença de microcistina-LR na água que consumiram. Esse estudo objetivou realizar uma revisão sobre a presença da toxina microcistina em água, os impactos e medidas de controle. Foram relatados os principais métodos utilizados para a remoção e quantificação da microcistina em água, bem como sua relação com a saúde humana.

Cyanobacteria are a group of prokaryotic microorganisms found in aquatic environments, which have been researched because of the ability to produce toxins that cause major public health impacts and environmental. The occurrence of seaweed buddings in reservoirs used for public supplying has been frequent, and has affected the multiple uses of the drinking water. Some strains of seaweed, in special the cyanobacterial, can produce toxins as the microcystins, which are responsible for the intoxication and death of animals and humans.The literature reports the occurrence of an accident in Caruaru, Pernambuco, where he died 65 hemodialysis patients who were due to the presence of microcystin-LR in water. This study aimed to perform a review of the presence of the toxin microcystin in water, impacts and control measures. Reported were the main methods used for the removal and quantification of microcystins in water and its relation to human health.

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RESUMO

The aim of this study was to test the effects of cyanobacteria toxicity on feeding behavior of the golden mussel Limnoperna fortunei. First, it was tested the hypothesis that L. fortunei preferentially graze on non-toxic phytoplankton and reject toxic cyanobacteria. Second, it was tested the hypothesis that toxic cyanobacteria negatively affect feeding and survival of L. fortunei. The present study is the first to evaluate the effects of toxic cyanobacteria on L. fortunei feeding and survival. In the short-term grazing, golden mussel filtration rates were evaluated in the presence of toxic and non-toxic strains of cyanobacteria Microcystis aeruginosa, and non-toxic phytoplankton Nitzschia palea. Highest filtration rates were registered when mussels fed on Nitzschia. Despite that, golden mussel expelled Nitzschia cells in large quantities and preferentially ingested Microcystis cells, both toxic and non-toxic strains. In the long-term grazing, mussels were exposed to toxic and non-toxic strains of Microcystis during 5 days. Filtration rates were not significantly different for toxic and non-toxic Microcystis throughout exposure period. The results have demonstrated cyanobacteria toxicity is not the main factor influencing L. fortunei feeding behavior. Survival of L. fortunei feeding on toxic cyanobacteria shows the potential of this invasive bivalve as a vector to the transference of cyanotoxins to higher trophic levels.

O objetivo deste estudo foi testar os efeitos da toxicidade de cianobactérias sobre o comportamento alimentar do mexilhão dourado Limnoperna fortunei. Primeiramente, foi testada a hipótese de que L. fortunei ingere preferencialmente o fitoplancton não tóxico e rejeita as cianobactérias tóxicas. Em segundo lugar, foi testada a hipótese de que as cianobactérias tóxicas afetam negativamente a alimentação e a sobrevivência de L. fortunei. O presente estudo é o primeiro a avaliar os efeitos de cianobactérias tóxicas na alimentação e na sobrevivência de L. fortunei. Na filtração de curto prazo, as taxas de filtração do mexilhão dourado foram avaliadas na presença de cepas tóxicas e não tóxicas da cianobactéria Microcystis aeruginosa e do fitoplâncton não tóxico Nitzschia palea. As maiores taxas de filtração foram registradas quando os mexilhões foram alimentados com Nitzschia. Apesar disso, o mexilhão dourado expeliu as células de Nitzschia em grandes quantidades e ingeriu, preferencialmente, as células de Microcystis, tanto cepas tóxicas quanto não tóxicas. Na filtração de longo prazo, os mexilhões foram expostos a cepas tóxicas e não tóxicas de Microcystis durante cinco dias. As taxas de filtração não foram significativamente diferentes para cepas tóxicas e não tóxicas de Microcystis durante todo o período de exposição. Os resultados demonstraram que a toxicidade da cianobactéria não é o principal fator que influencia o comportamento alimentar de L. fortunei. A sobrevivência de L. fortunei alimentando-se de cianobactérias tóxicas mostra o potencial desse bivalve invasor como um vetor para a transferência de cianotoxinas para os níveis tróficos superiores.

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The aim of this study was to test the effects of cyanobacteria toxicity on feeding behavior of the golden mussel Limnoperna fortunei. First, it was tested the hypothesis that L. fortunei preferentially graze on non-toxic phytoplankton and reject toxic cyanobacteria. Second, it was tested the hypothesis that toxic cyanobacteria negatively affect feeding and survival of L. fortunei. The present study is the first to evaluate the effects of toxic cyanobacteria on L. fortunei feeding and survival. In the short-term grazing, golden mussel filtration rates were evaluated in the presence of toxic and non-toxic strains of cyanobacteria Microcystis aeruginosa, and non-toxic phytoplankton Nitzschia palea. Highest filtration rates were registered when mussels fed on Nitzschia. Despite that, golden mussel expelled Nitzschia cells in large quantities and preferentially ingested Microcystis cells, both toxic and non-toxic strains. In the long-term grazing, mussels were exposed to toxic and non-toxic strains of Microcystis during 5 days. Filtration rates were not significantly different for toxic and non-toxic Microcystis throughout exposure period. The results have demonstrated cyanobacteria toxicity is not the main factor influencing L. fortunei feeding behavior. Survival of L. fortunei feeding on toxic cyanobacteria shows the potential of this invasive bivalve as a vector to the transference of cyanotoxins to higher trophic levels.

O objetivo deste estudo foi testar os efeitos da toxicidade de cianobactérias sobre o comportamento alimentar do mexilhão dourado Limnoperna fortunei. Primeiramente, foi testada a hipótese de que L. fortunei ingere preferencialmente o fitoplancton não tóxico e rejeita as cianobactérias tóxicas. Em segundo lugar, foi testada a hipótese de que as cianobactérias tóxicas afetam negativamente a alimentação e a sobrevivência de L. fortunei. O presente estudo é o primeiro a avaliar os efeitos de cianobactérias tóxicas na alimentação e na sobrevivência de L. fortunei. Na filtração de curto prazo, as taxas de filtração do mexilhão dourado foram avaliadas na presença de cepas tóxicas e não tóxicas da cianobactéria Microcystis aeruginosa e do fitoplâncton não tóxico Nitzschia palea. As maiores taxas de filtração foram registradas quando os mexilhões foram alimentados com Nitzschia. Apesar disso, o mexilhão dourado expeliu as células de Nitzschia em grandes quantidades e ingeriu, preferencialmente, as células de Microcystis, tanto cepas tóxicas quanto não tóxicas. Na filtração de longo prazo, os mexilhões foram expostos a cepas tóxicas e não tóxicas de Microcystis durante cinco dias. As taxas de filtração não foram significativamente diferentes para cepas tóxicas e não tóxicas de Microcystis durante todo o período de exposição. Os resultados demonstraram que a toxicidade da cianobactéria não é o principal fator que influencia o comportamento alimentar de L. fortunei. A sobrevivência de L. fortunei alimentando-se de cianobactérias tóxicas mostra o potencial desse bivalve invasor como um vetor para a transferência de cianotoxinas para os níveis tróficos superiores.

RESUMO

O comportamento dos consumidores quanto à linhaça foi avaliado por meio de pesquisa descritiva direta e estruturada em 395 consumidores. Neste contexto, foram investigados o perfil dos entrevistados, a inclusão de produtos contendo linhaça na alimentação, o conhecimento sobre os efeitos benéficos na saúde humana e os produtos contendo linhaça que despertariam interesse de consumo. Dos 395 entrevistados, 218 (55,2)relataram conhecer a linhaça. Quanto aos benefícios na saúde, os mais citados foram a regularização intestinal(n=94, 41,2) e a redução do colesterol (n=36, 15,8). Do total dos entrevistados, o iogurte à base de linhaça foi o que despertou maior interesse de compra (n = 52, 13,), seguido da barra de cereal (n = 47, 12,1). Observou-se correlação entre o conhecimento sobre os benefícios da linhaça e o consumo de produtos à base dessa semente, o que mostra a associação do uso da linhaça com a preocupação do consumidor na promoção da saúde e da qualidade de vida. Observou-se também que os participantes que tinham conhecimento sobre a semente, mas que não a consumiam, mostraram interesse em incluir os produtos à base de linhaça na alimentação. Esse fato indica um mercado a ser explorado e a necessidade de maior divulgação dos benefícios da linhaça.

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O comportamento dos consumidores quanto à linhaça foi avaliado por meio de pesquisa descritiva direta e estruturada em 395 consumidores. Neste contexto, foram investigados o perfil dos entrevistados, a inclusão de produtos contendo linhaça na alimentação, o conhecimento sobre os efeitos benéficos na saúde humana e os produtos contendo linhaça que despertariam interesse de consumo. Dos 395 entrevistados, 218 (55,2)relataram conhecer a linhaça. Quanto aos benefícios na saúde, os mais citados foram a regularização intestinal(n=94, 41,2) e a redução do colesterol (n=36, 15,8). Do total dos entrevistados, o iogurte à base de linhaça foi o que despertou maior interesse de compra (n = 52, 13,), seguido da barra de cereal (n = 47, 12,1). Observou-se correlação entre o conhecimento sobre os benefícios da linhaça e o consumo de produtos à base dessa semente, o que mostra a associação do uso da linhaça com a preocupação do consumidor na promoção da saúde e da qualidade de vida. Observou-se também que os participantes que tinham conhecimento sobre a semente, mas que não a consumiam, mostraram interesse em incluir os produtos à base de linhaça na alimentação. Esse fato indica um mercado a ser explorado e a necessidade de maior divulgação dos benefícios da linhaça.(AU)

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Microcystis Kützing ex Lemmermann is among the genera of cyanobacteria often associated to toxic blooms with the release of microcystins. A gene cluster codes for microcystin synthetases, which are involved in the biosynthesis of this toxin. The aim of the present study was to investigate the genetic diversity of the mcyB gene, specifically the B1 module, in Brazilian strains of Microcystis spp. and its microcystin variants. Broad genetic diversity was revealed in this region. From the phylogenetic analysis, three clusters were obtained that were not related to the geographic origin or morphospecies of the strains, nor with the variant of the microcystin produced. A group of strains that did not produce microcystins was found, despite the presence of the mcyB1 fragment. Eight microcystin isoforms were detected: MC-LR, [D-Asp³]-MC-LR, [Asp³]-MC-LR, MC-RR, [Dha7]-MC-LR, MC-LF, MC-LW and [D-Asp³, EtAdda5]-MC-LH, the latter of which is described for the first time in Brazil. Moreover, five other variants were not identified and indicate being new.

Microcystis Kützing ex Lemmermann é dos gêneros de cianobactérias, frequentemente relacionados às florações tóxicas com a liberação de microcistinas. Um agrupamento de genes codifica as sintetases de microscistinas, as quais estão envolvidas na biossíntese desta toxina. O objetivo deste estudo foi investigar a diversidade genética do gene mcyB, especificamente o módulo B1, de linhagens brasileiras de Microcystis spp. e suas variantes de microcistinas. Uma ampla diversidade genética foi revelada nesta região. A partir da análise filogenética, três agrupamentos foram obtidos, os quais não se relacionaram com a origem geográfica ou com a morfoespécie das linhagens e nem tão pouco com a variante de microcistina produzida. Foi encontrado um grupo de linhagens que não produziu microcistinas, apesar da presença do fragmento mcyB1. Oito variantes de microcistinas foram detectadas: MC-LR, [D-Asp³]-MC-LR, [Asp³]-MC-LR, MC-RR, [Dha7]-MC-LR, MC-LF e MC-LW e [D-Asp³, EtAdda5]-MC-LH, sendo esta última descrita pela primeira vez no Brasil. Além destas, cinco outras variantes não foram identificadas com indicativos de serem novas.

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Microcystis Kützing ex Lemmermann is among the genera of cyanobacteria often associated to toxic blooms with the release of microcystins. A gene cluster codes for microcystin synthetases, which are involved in the biosynthesis of this toxin. The aim of the present study was to investigate the genetic diversity of the mcyB gene, specifically the B1 module, in Brazilian strains of Microcystis spp. and its microcystin variants. Broad genetic diversity was revealed in this region. From the phylogenetic analysis, three clusters were obtained that were not related to the geographic origin or morphospecies of the strains, nor with the variant of the microcystin produced. A group of strains that did not produce microcystins was found, despite the presence of the mcyB1 fragment. Eight microcystin isoforms were detected: MC-LR, [D-Asp³]-MC-LR, [Asp³]-MC-LR, MC-RR, [Dha7]-MC-LR, MC-LF, MC-LW and [D-Asp³, EtAdda5]-MC-LH, the latter of which is described for the first time in Brazil. Moreover, five other variants were not identified and indicate being new.

Microcystis Kützing ex Lemmermann é dos gêneros de cianobactérias, frequentemente relacionados às florações tóxicas com a liberação de microcistinas. Um agrupamento de genes codifica as sintetases de microscistinas, as quais estão envolvidas na biossíntese desta toxina. O objetivo deste estudo foi investigar a diversidade genética do gene mcyB, especificamente o módulo B1, de linhagens brasileiras de Microcystis spp. e suas variantes de microcistinas. Uma ampla diversidade genética foi revelada nesta região. A partir da análise filogenética, três agrupamentos foram obtidos, os quais não se relacionaram com a origem geográfica ou com a morfoespécie das linhagens e nem tão pouco com a variante de microcistina produzida. Foi encontrado um grupo de linhagens que não produziu microcistinas, apesar da presença do fragmento mcyB1. Oito variantes de microcistinas foram detectadas: MC-LR, [D-Asp³]-MC-LR, [Asp³]-MC-LR, MC-RR, [Dha7]-MC-LR, MC-LF e MC-LW e [D-Asp³, EtAdda5]-MC-LH, sendo esta última descrita pela primeira vez no Brasil. Além destas, cinco outras variantes não foram identificadas com indicativos de serem novas.

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A demanda crescente de água doce de boa qualidade são problemas atuais e mundiais, além do descaso com os dejetos lançados nos ambientes aquáticos que comprometem a qualidade dos recursos hídricos. Um dos parâmetros que atesta a potabilidade da água é a presença de cianobactérias e cianotoxinas. Cianobactérias são microrganismos procariontes aeróbicos fotoautróficos que sintetizam as cianotoxinas. Estes compostos podem ser classificados de acordo com seus mecanismos de ação em hepatotóxicos, neurotóxicos e dermatotóxicos. Por sua diversidade, representam diferentes riscos não só ao ecossistema e a outros organismos dos ambientes aquáticos, como também aos seres humanos. Esse projeto visou o isolamento e cultivo de cepas de cianobactérias produtoras de toxinas para a investigação da biossíntese desses compostos. Com este intuito, foram realizadas coletas de água em três reservatórios no estado de São Paulo e um no Paraná. Cepas de cianobactérais foram isoladas, identificadas e analisadas quanto à produção de toxinas. Uma cepa de Microcystis aeruginosa (LTPNA 02) produtora de microcistinas (MC-LR, MC-RR, MC-YR, MC-LF, MC-LW e desm-MC-LR e desm- MC-RR) foi escolhida para ser estudada frente diferentes condições de cultivo e ter o seu crescimento, produção de toxinas e expressão gênica estudados. Foram utilizados os meios de cultura já referidos na literatura: ASM-1 (N:P=1, 10 e 20), MLA (N:P=10), Bold 3N (N:P=16) e BG-11 (N:P=10 e 100). Para acompanhar o crescimento, dois métodos foram utilizados: contagem de células e espectrofotometria. As toxinas foram quantificadas por LC-MS - QTrap. A análise da expressão gênica foi realizada por reação de PCR em tempo real pelo método de quantificação relativa ΔΔCt. Foi observada diferença no crescimento da cepa estudada nos diferentes meios de cultivo empregados. A contagem das células permitiu a identificação das fases logarítmica e total de crescimento. Durante a fase logarítmica, três experimentos demonstraram...

There is a great concern these days about potable and good quality water due to the increase of the population needs and also to the arising problems with contamination caused by anthropogenic sources. The presence of cyanobacteria and cyanotoxins are some parameters that attest water potability. Cyanobacteria are prokaryotic aerobic photoautotrophic microorganisms that may synthesize cyanotoxins. These compounds can be classified as hepatotoxic, neurotoxic and dermatotoxic according to their action mechanisms. Because of their diversity, they may represent different risks, not only to their ecosystem and other aquatic living organisms, but also to human beings. The aim of this project was the isolation and cultivation of cyanotoxin-producing cyanobacteria for further investigation on the biosynthesis of these compounds. Water samples from three different reservoirs in São Paulo state and one in Paraná state were collected in order to isolate cyanobacteria strains and accomplish their identification and to evaluate the toxin production. The Microcystis aeruginosa (LTPNA 02) microcystin producer strain (MCLR, MC-RR, MC-YR, MC-LF, MC-LW, desm-MC-LR and desm-MC-RR) was chosen to be grown in different cultivation conditions and later analyzed for its growth rate, toxin production and gene expression. All culture media used in this research were chosen according to the literature: ASM-1 (N:P=1, 10 and 20), MLA (N:P=10), Bold 3N (N:P=16) and BG-11 (N:P=10 and 100). To evaluate growth rate, two techniques were used: cell counting and absorbance determination in two different wavelengths (680 nm and 750 nm). Toxins were quantified by LC-MS in a hybrid triple-quadrupole instrument (Qtrap). Gene expression was assessed by real time PCR, using the ΔΔCt relative quantification method. Cell counting allowed total growth and logarithmic phase identification. During the last, three experiments showed statistical difference from control group (p<0,05). Four experiments...

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