Biodegradation of hepatotoxin (D-Leu1) - microcystin-LR by bacteria in carbon biological filters

A persistência das microcistinas (MCs) em ambientes aquáticos e sua difícil remoção no tratamento convencional de água representam um desafio às companhias de saneamento. Contudo, as MCs são susceptíveis à degradação por bactérias presentes na água, sedimentos e efluentes de esgotos. Neste estudo, avaliou-se a biodegradação de MCs por microrganismos presentes em filtros de carvão com atividade biológica (CAB) e sua identificação filogenética pelo sequenciamento do gene 16S RNA. Foi utilizada uma água de estudo contendo MCs com diferentes composições, acrescida de efluente de filtros CAB. Os resultados demonstraram que as MCs foram biodegradadas por microrganismos presentes no biofilme. Este estudo infere sobre a capacidade de biodegradação de MCs por bactérias presentes em filtros CAB e o possível uso destes microorganismos como alternativa de remoção de MCs no tratamento de água potável.The persistence of MCs in aquatic environments and their difficult removal in the conventional water treatment is a challenge to companies of sanitation. However, the MCs are susceptible to degradation by bacteria present in water, sediment and sewage effluents. In this study, we investigated the biodegradation of MCs by microorganism present in carbon filters with biological activity (BAC) and their phylogenetic identification by sequencing gene 16S RNA. A study of water containing MCs was used, with different compositions, plus a filters BAC effluent. The results showed that of MCs were biodegraded by microorganism present in the biofilm. This study provides the ability to complete biodegradation of MCs by bacteria present in BAC filters and the possible use of these microorganisms as alternative of the removal of MCs in the treatment of drinking wate

Analysis of distribution, density and toxicity of cyanobacterial blooms and its toxins in the reservoirs of Middle and Low Tietê river (SP) and its relation with limnological characteristics of this system

Os reservatórios no Brasil, especialmente no Estado de São Paulo, são importantes ecossistemas que foram construídos nos últimos 40 anos. Alguns destes reservatórios, principalmente os do sistema em cascata do Médio e Baixo rio Tietê, encontram-se em estado eutrófico. Florações de cianobactérias são freqüentemente relacionadas a estas condições eutróficas, o que compromete os usos múltiplos destes reservatórios, implicando em riscos à saúde humana e à biota aquática. Os objetivos deste estudo foram investigar a ocorrência, distribuição e freqüência de florações de cianobactérias nestes reservatórios, assim como quantificar as concentrações das cianotoxinas e a toxicidade destas florações, relacionando-as aos parâmetros físicos e químicos no ambiente que, eventualmente, atuam como indutores da dominância das cianobactérias. Amostras (10 L) com florações de cianobactérias foram coletadas à montante e próximo dos seis reservatórios do Médio e Baixo rio Tietê (Barra Bonita, Bariri, Ibitinga, Promissão, Nova Avanhandava e Três Irmãos), entre novembro/2002 e outubro/2003. Alíquotas (100 mL) dessas amostras foram coletadas e preservadas (formalina 4 %) para identificação e quantificação em laboratório. O material restante foi congelado e liofilizado para identificação e quantificação de cianotoxinas, e para testes ecotoxicológicos. Variáveis físicas e químicas da água foram tomadas nos locais de amostragem, e amostras complementares de água foram coletadas com bomba de sucção integrando toda a coluna d´água. Nestas amostras, foram efetuadas análises de nutrientes totais e dissolvidos, clorofila-a e composição da comunidade fitoplanctônica. Os testes de toxicidade de diferentes concentrações de extratos de cianobactérias (liofilizados) foram realizados por exposição de neonatos de Daphnia similis, Ceriodaphnia dubia, Ceriodaphnia silvestrii (48h), e por injeções intraperitoniais em camundongos Swiss albino (24h). Os resultados demonstraram que a classe Chlorophyceae obteve a maior riqueza de espécies, enquanto que Cyanophyceae obteve a maior freqüência e densidade de organismos nas amostras analisadas. Cianobactérias tóxicas, principalmente dos gêneros Microcystis, Anabaena, Cylindrospermopsis, Raphidiopsis e Planktothrix foram encontradas em todas as amostras coletadas. Cianotoxinas, como microcistinas, foram detectadas na maioria dos reservatórios com valores que variaram de 2,17 a 150 'mü'g/L. Contudo, toxinas paralisantes, como saxitoxinas, foram encontradas em alguns reservatórios, com valores máximos variando de 4,53 a 6,93 'mü'g eq. STX/L. Todas as amostras testadas apresentaram toxicidade, com variações de 'CE IND.50'-48h nos microcrustáceos, de 0,10 a 1,32 mg/mL (p.s.) para Daphnia similis, 0,2 a 1,70 mg/mL (p.s.) para Ceriodaphnia dubia e 0,09 a 1,20 mg/mL (p.s.) para Ceriodaphnia silvestrii. Com relação aos testes realizados com camundongos Swiss albino, a 'DL IND.50'-24h variou de 48 a 904 mg/kg (p.s.). Embora tenha sido demonstrada a redução gradativa da concentração de nutrientes ao longo do rio, principalmente de fósforo e nitrogênio (total e dissolvido), indicando a capacidade depurativa dos sistemas ao longo da seqüência de reservatórios em cascata, o presente estudo demonstrou que ainda assim há manutenção de condições favoráveis para o desenvolvimento de florescimentos de cianobactérias tóxicas em todos os reservatórios. Os resultados demonstraram que o processo de eutrofização contínua e a presença de florações de cianobactérias tóxicas nos reservatórios podem representar riscos potenciais à biota aquática ou às populações humanas que utilizam essas águas para fins diversos. Esta situação representa um desafio no manejo desse sistema em cascata, segundo as características operacional do sistema, tais como o tempo de residência da água e outros fatores a serem considerados nestas construçõesReservoirs in Brazil, particularly in São Paulo State, are important ecosystems which were built up successively in the last 40 years. Some of these reservoirs, mainly at the Middle and the Low Tietê river cascade system are eutrophic. Frequently cyanobacterial blooms are related to these eutrophic conditions which compromise the multiple use of the reservoir, implicating risk to human health and aquatic biota. This study aims to investigate occurrence, distribution and frequency of cyanobacterial blooms in these reservoirs, just as quantify cyanotoxin concentrations, and toxicity of these blooms, relating with physical and chemical environmental parameters as inductors of the dominant of cyanobacteria. Samples (10 L) of cyanobacterial blooms were collected near to the six reservoirs of the Middle and Low Tietê river (Barra Bonita, Bariri, Ibitinga, Promissão, Nova Avanhandava and Três Irmãos), between November/2002 and October/2003. Samples of cyanobacterial blooms were taking from each reservoir with plankton net (20 mm). Aliquot (100 mL) of samples were collected and preserved (formalin 4 %) for laboratory identification and quantification. The material remaining were frozen and lyophilized for determination and quantification of cyanotoxins, and for ecotoxicological tests. The water physical and chemical variables were evaluated in situ, as well as complementary water samples were collected with a water-pump integrating all the water column to analysis of total and dissolved nutrients, chlorophyll-a and the composition phytoplankton community. The tests of toxicity of different concentrations of cyanobacterial extracts (lyophilized) were carried out by exposition of neonates of Daphnia similis, Ceriodaphnia dubia, and Ceriodaphnia silvestrii (48h), and intraperitoneal injection in Swiss albino mice (24h). The results demonstrate that the Chlorophyceae class had the higher richness of species, while Cyanophyceae had the higher frequency and density of organisms in analysed samples. Toxic cyanobacteria, mainly of genera Microcystis, Anabaena, Cylindrospermopsis, Raphidiopsis and Planktothrix, were found in all samples collected. Cyanotoxins, mainly microcystins, were detected in the majority of reservoirs which values were between 2.17 and 150 'mü'g/L. However, paralytic toxins, such as saxitoxins, were found in some reservoirs, which maximum values ranged from 4.53 to 6.93 'mü'g eq. STX/L. All tested samples were toxic, with range of 'CE IND.50'-48h in the microcrustaceans, from 0.10 - 1.32 mg/mL (d.w.) to Daphnia similis, from 0.2 - 1.70 mg/mL (d.w.) to Ceriodaphnia dubia and from 0.09 - 1.20 mg/mL (d.w.) to Ceriodaphnia silvestrii. With respect to Swiss albino mice test, 'DL IND.50'-24h varied from 48 - 904 mg/kg (d.w.). Although was demonstrated gradual reduction of nutrients downstream, mainly phosphorus and nitrogen (total and dissolved), indicating the depurative capacity of cascade reservoirs sequence, the present study still has demonstrated the maintenance of favorable conditions to development of to toxic cyanobacterial blooms in all the reservoirs. Results demonstrate that the continuous eutrophication process and toxic cyanobacterial blooms in these reservoirs could represent a potential risk to the aquatic biota and human populations who use these waters for multiple purposes. This situation represents a challenge in the management of cascade system, according to reservoirs operational system, such as water residence time and other factors which should be considered in these construction

Occurrence of anabaena spiroides (cyanobacterium) in the Patos Lagoon estuary (RS,Brazil.) in summer-fall of 1998

Submitted by Cristina Damasceno ([email protected]) on 2012-07-14T02:53:54Z No. of bitstreams: 1 Ocorrência de Anabaena spiroides cianobactéria no estuário da Lagoa dos Patos RS Brasil no verão outono de 1998.pdf: 287871 bytes, checksum: cc867f506b3e6a6d537033f4074a2f76 (MD5)Approved for entry into archive by Sabrina Andrade([email protected]) on 2012-08-15T21:17:22Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Ocorrência de Anabaena spiroides cianobactéria no estuário da Lagoa dos Patos RS Brasil no verão outono de 1998.pdf: 287871 bytes, checksum: cc867f506b3e6a6d537033f4074a2f76 (MD5)Made available in DSpace on 2012-08-15T21:17:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ocorrência de Anabaena spiroides cianobactéria no estuário da Lagoa dos Patos RS Brasil no verão outono de 1998.pdf: 287871 bytes, checksum: cc867f506b3e6a6d537033f4074a2f76 (MD5) Previous issue date: 2004O presente trabalho visou o estudo de Anabaena spiroides na Lagoa dos Patos e dos fatores ambientais favoráveis ao seu aparecimento. Durante 15 meses e em cinco pontos de amostragem ao longo do estuário, foram medidos temperatura, salinidade, pH, velocidade da água e tomadas amostras de água para a quantificação e qualificação do microfitoplâncton . Anabaena spiroides ocorreu entre janeiro e maio de 1998, atingindo 16.250 filamentos por litro. Baixa salinidade e altas temperaturas foram os principais fatores associados à ocorrência do organismo no estuário da Lagoa dos Patos. Anabaena spiroides, uma cianobactéria potencialmente tóxica, não formou florações nocivas no local mas, como períodos de verão e outono favorecem o seu aparecimento, a água destes locais pode tornar-se um risco à recreação, e ao abastecimento público.The present work intended to register the presence and seasonality of Anabaena spiroides in the Patos Lagoon, and its relation with some environmental factors. During 15 months, in situ temperature, salinity, pH and water current were measured at five sites in the Patos Lagoon estuary. Water and microphytoplankton samples were also collected for further analysis. The presence of Anabaena spiroides was confirmed from January to May 1998 reaching 16,250 filaments per liter. Low salinity and high temperature were the main factors associated with the occurrence of the organism in the Patos Lagoon estuary. Anabaena spiroides, a potentially toxic cyanobacteria, did not accumulate as harmful blooms in the estuary, but as the Summer and Fall periods favour the growth of the species, the water at the region may become a risk for recreational and domestic use

Ocorrência de Anabaena spiroides (cianobactéria) no estuário da Lagoa dos Patos (RS, Brasil) no verão-outono de 1998

O presente trabalho visou o estudo de Anabaena spiroides na Lagoa dos Patos e dos fatores ambientais favoráveis ao seu aparecimento. Durante 15 meses e em cinco pontos de amostragem ao longo do estuário, foram medidos temperatura, salinidade, pH, velocidade da água e tomadas amostras de água para a quantificação e qualificação do microfitoplâncton . Anabaena spiroides ocorreu entre janeiro e maio de 1998, atingindo 16.250 filamentos por litro. Baixa salinidade e altas temperaturas foram os principais fatores associados à ocorrência do organismo no estuário da Lagoa dos Patos. Anabaena spiroides, uma cianobactéria potencialmente tóxica, não formou florações nocivas no local mas, como períodos de verão e outono favorecem o seu aparecimento, a água destes locais pode tornar-se um risco à recreação, e ao abastecimento público.The present work intended to register the presence and seasonality of Anabaena spiroides in the Patos Lagoon, and its relation with some environmental factors. During 15 months, in situ temperature, salinity, pH and water current were measured at five sites in the Patos Lagoon estuary. Water and microphytoplankton samples were also collected for further analysis. The presence of Anabaena spiroides was confirmed from January to May 1998 reaching 16,250 filaments per liter. Low salinity and high temperature were the main factors associated with the occurrence of the organism in the Patos Lagoon estuary. Anabaena spiroides, a potentially toxic cyanobacteria, did not accumulate as harmful blooms in the estuary, but as the Summer and Fall periods favour the growth of the species, the water at the region may become a risk for recreational and domestic use

ACUMULAÇÃO DE MICROCISTINAS NO MEXILHÃO DOURADO LIMNOPERNA FORTUNEI E RISCOS PARA A BIOTA AQUÁTICA

As cianobactérias representam um componente natural da comunidade fitoplanctônica, mas estão frequentemente associadas com águas eutrofizadas. Os rios do estado de São Paulo estão em processo contínuo de eutrofização, o que favorece frequentes florações de cianobactérias, prejuízos à qualidade da água para o consumo humano e riscos à biota aquática. O mexilhão dourado (Limnoperna fortunei) é uma espécie exótica invasora que pode ser vetor na transferência de toxinas de cianobactérias. O objetivo deste estudo foi avaliar a ocorrência de florações de cianobactérias no rio São José dos Dourados, suas toxinas produzidas e a possibilidade de ficotoxinas bioacumularem em Limnoperna fortunei. Foram detectadas, nas amostras, a dominância de cianobactérias tóxicas e cianotoxinas (microcistinas). Os resultados indicaram que L. fortunei acumularam microcistinas. As florações de cianobactérias nas águas do rio estudado indicaram prejuízo ao ambiente associado à eutrofização e aos riscos da presença das cianotoxinas à biota aquática