Industrial Production of Microalgae with Microplastic Contaminated Waters. Effects and biosolutions

Currently, microplastics (MPs) pose one of the most pressing environmental and urban issues, and aquatic systems are particularly vulnerable to these particles. Among the major sources of the problem are wastewater treatment plants. Biomass production relies heavily on water quality in microalgal-based industries. Therefore, industrially exploited microalgae, Tetraselmis suecica, Scenedesmus armatus and Nannochloropsis gaditana, were cultivated in PS- and PE-MPs contaminated waters (5 and 10 mg/L). Simulating industrial procedure, production began 4 days before stationary phase, and chronic effects were assessed with 27-day long experiments. Both MPs induced species-specific algae density: T. suecica inhibited (up to 11%), S. armatus no significant changes and N. gaditana increased (up to 6%). However, all presented significant decrease in biomass yield (up to 24, 48 and 52%, respectively) - by a reduction in single cell weight (up to 14, 47, and 43%), and/or the production of smaller cells (e.g., T. suecica). Although chronic exposure showed adaptation signs in algae density, reduction in biomass production is still evident (up to 19, 49, and 35%). RSM revealed that microalgal biomass production using MPs contaminated waters is concentration-dependent. With growing interest in developing sustainable solutions, unused remnants of bacterial cellulose membranes were ground to form BC hydrogels as potential bioflocculants of MPs. BC hydrogel’s viability in removing MPs from MPs-contaminated water was assessed for different environmental and operational conditions. BC hydrogel unveiled a very high flocculation rate (80.42%), most likely driven by the hydrogel’s microporous nature. RSM showed BC hydrogel:MPs ratio and grinding times as the most critical variables modulating flocculation rates. Also, short exposure times (5 min) were sufficient to drive robust particle aggregation. These findings suggest that BC hydrogel could be an alternative to synthetic flocculants in wastewater remediation processes.Atualmente, os microplásticos (MPs) representam uma ameaça ambiental e urbana emergente, e os sistemas aquáticos são particularmente vulneráveis a essas partículas. Uma das principais fontes deste problema são as estações de tratamento de águas residuais. A produção de biomassa depende muito da qualidade da água em indústrias baseadas em microalgas. Portanto, microalgas exploradas industrialmente, Tetraselmis suecica, Scenedesmus armatus e Nannochloropsis gaditana, foram cultivadas em águas contaminadas com PS e PE-MPs (5 e 10 mg/L). Simulando o procedimento industrial, produção iniciou 4 dias antes da fase estacionária, e os efeitos crónicos foram avaliados com experiências de 27 dias. Ambos os MPs induziram, na densidade celular respostas especificas para cada microalga: T. suecica foi inibida (até 11%), S. armatus sem alterações significativas e N. gaditana estimulada (até 6%). Porém, todas exibiram uma queda acentuada na produção de biomassa (até 18, 48 e 30%, respetivamente) – através de alterações bioquímicas nas microalgas, resultando na redução do peso por célula (até 14, 47 e 43%), e/ou na produção de células mais pequenas (ex., T. suecica). Embora a exposição crónica tenha mostrado sinais de adaptação na densidade algal, redução na produção de biomassa continua evidente (até 19, 49 e 35%). RSM revelou que a produção de biomassa microalgal usando águas contaminadas com MPs é dependente da concentração. Com o aumento do interesse no desenvolvimento de soluções sustentáveis, restos não utilizados de membranas de celulose bacteriana (BC) foram moídos para formar hidrogéis como potenciais biofloculantes de MPs. A viabilidade de hidrogel de BC na remoção de MPs de águas contaminadas com MPs foi avaliada para diferentes condições ambientais e operacionais. O hidrogel de BC revelou uma taxa de floculação muito alta (80,42%), provavelmente impulsionada pela natureza microporosa do hidrogel, muito superior a biofloculantes dispersivos comerciais como goma xantana e alginato. RSM mostrou a razão hidrogel de BC:MPs e os tempos de moagem como as variáveis mais críticas na modulação das taxas de floculação. Mais, tempos de exposição curtos (5 min) foram suficientes para conduzir uma agregação de partículas robusta. Estas descobertas sugerem que o hidrogel BC pode ser uma alternativa aos floculantes sintéticos em processos de remediação de efluentes

Microplastics reduce microalgal biomass by decreasing single-cell weight: the barrier towards implementation at scale

Microplastics (MPs) are a widespread environmental threat, especially to aquatic and urban systems. Water quality is vital for biomass production in microalgal-based industries. Here, industrially relevant microalgae Tetraselmis suecica, Scenedesmus armatus, and Nannochloropsis gaditana were exposed to PS- and PE-MPs (polystyrene and polyethylene, re spectively – 10-20 μm) contaminated waters (5 and 10 mg/L). Following industrial empirical and ecotoxicological pro cedures, the production period was established as four days (exponential growth phase). 27-long day experiments were conducted to determine the chronic effects of MPs contamination in microalgal biomass yields. MPs induced different responses in cell density: T. suecica decreased (up to 11 %); S. armatus showed no changes; and N. gaditana increased (up to 6 %). However, all three microalgae exhibited significant decreases in biomass production (up to 24, 48, and 52 %, respectively). S. armatus exposed to PS-MPs and N. gaditana exposed to PE-MPs were the most im pacted regarding biomass production. The decrease in biomass yield was due to the reduction in single-cell weight (up to 14, 47, and 43 %), and/or the production of smaller-sized cells (T. suecica). In response to chronic exposure, microalgae showed signs of cell density adaptation. Despite cell density normalizing, biomass production was still re duced compared to biomass production in clean water. Computational modelling highlighted that MPs exposure had a concentration-dependent negative impact on microalgae biomass. The models allow the evaluation of the systematic risks that MPs impose in microalgal-based industries and stimulate actions towards implementing systems to contain/ eliminate MPs contamination in the waters used in microalgae production.info:eu-repo/semantics/publishedVersio

Solving urban water microplastics with bacterial cellulose hydrogels: leveraging predictive computational models

The prevalence of microplastics (MPs) in both urban and aquatic ecosystems is concerning, with wastewater treatment plants being considered one of the major sources of the issue. As the focus on developing sustainable solutions increases, unused remnants from bacterial cellulose (BC) membranes were ground to form BC hydrogels as potential bioflocculants of MPs. The influence of operational parameters such as BC:MPs ratio, hydrogel grinding, immersion and mixing time, temperature, pH, ionic strength, and metal cations on MPs flocculation and dispersion were evaluated. A response surface methodology based on experimental data sets was computed to understand how these parameters influence the flocculation process. Further, both the BC hydrogel and the hetero-aggregation of MPs were characterised by UV–Vis, ATR-FTIR, IGC, water uptake assays, fluorescence, and scanning electron microscopy. These highlights that the BC hydrogel would be fully effective at hetero aggregating MPs in naturally-occurring concentrations, thereby not constituting a limiting performance factor for MPs’ optimal flocculation and aggregation. Even considering exceptionally high concentrations of MPs (2 g/ L) that far exceed naturally-occurring concentrations, the BC hydrogel was shown to have elevated MPs floc culation activity (reaching 88.6%: 1.77 g/L). The computation of bioflocculation activity showed high reliability in predicting flocculation performance, unveiling that the BC:MPs ratio and grinding times were the most critical variables modulating flocculation rates. Also, short exposure times (5 min) were sufficient to drive robust particle aggregation. The microporous nature of the hydrogel revealed by electron microscopy is the likely driver of strong MPs bioflocculant activity, far outperforming dispersive commercial bioflocculants like xanthan gum and alginate. This pilot study provides convincing evidence that even BC remainings can be used to produce highly potent and circular bioflocculators of MPs, with prospective application in the wastewater treatment industryinfo:eu-repo/semantics/publishedVersio

Bacterial cellulose biopolymers: the sustainable solution to water-polluting microplastics

Microplastics (MPs) pollution has become one of our time’s most consequential issue. These micropolymeric particles are ubiquitously distributed across all natural and urban ecosystems. Current filtration systems in wastewater treatment plants (WWTPs) rely on non-biodegradable fossil-based polymeric filters whose mainte nance procedures are environmentally damaging and unsustainable. Following the need to develop sustainable filtration frameworks for MPs water removal, years of R&D lead to the conception of bacterial cellulose (BC) biopolymers. These bacterial-based naturally secreted polymers display unique features for biotechnological applications, such as straightforward production, large surface areas, nanoporous structures, biodegradability, and utilitarian circularity. Diligently, techniques such as flow cytometry, scanning electron microscopy and fluorescence microscopy were used to evaluate the feasibility and characterise the removal dynamics of highly concentrated MPs-polluted water by BC biopolymers. Results show that BC biopolymers display removal effi ciencies of MPs of up to 99%, maintaining high performance for several continuous cycles. The polymer’s characterisation showed that MPs were both adsorbed and incorporated in the 3D nanofibrillar network. The use of more economically- and logistics-favourable dried BC biopolymers preserves their physicochemical properties while maintaining high efficiency (93–96%). These polymers exhibited exceptional structural preservation, conserving a high water uptake capacity which drives microparticle retention. In sum, this study provides clear evidence that BC biopolymers are high performing, multifaceted and genuinely sustainable/circular alternatives to synthetic water treatment MPs-removal technologies.info:eu-repo/semantics/publishedVersio

O papel do fisioterapeuta na adaptação laboral em portadores de deficiências físicas

O objetivo principal deste trabalho foi analisar a atuação da Fisioterapia na adequação dos postos de trabalho para pessoas que possuem deficiência física ou motora. Foi realizado uma busca da literatura entre os meses de janeiro de 2016 a junho de 2019. As fontes de pesquisa abrangeram, livros didáticos, artigos científicos indexados na BIREME, SCIELO, e GOOGLE ACADÊMICO no período entre 2010 e 2019. Foram utilizados os seguintes descritores: Fisioterapia, Trabalho e Deficiência Física. Já as palavras-chave eleitas foram: Déficit Motor, orientações ergonômicas e tratamento fisioterápico. De acordo com a busca realizada, 25 artigos foram encontrados, dos quais 18 artigos continham informações relevantes para o estudo. Após análise de consenso entre autores, 7 artigos foram excluídos, visto que não estavam de acordo com o objetivo da pesquisa. Assim, 11 artigos foram analisados e seus principais resultados discutidos nesta revisão. A partir desta análise minuciosa, foi constatado que o fisioterapeuta é um profissional capacitado para aprimorar as potencialidades do trabalhador, favorecendo a autonomia do funcionário em seu local de trabalho, através da adoção de métodos disponíveis, que facilitem o desempenho do funcionário durante a execução de suas tarefas operacionais dentro da empresa contratante. Conclui-se que o papel da Fisioterapia é extremamente importante quando o assunto é adequação dos postos de trabalho para pessoas com deficiência física, pois sua atuação gera benefícios significativos, cabendo ao profissional a preservação do ambiente e o controle das barreiras arquitetônicas presentes na empresa, bem como realizar adaptações que favoreçam as práticas operacionais, visando a funcionalidade do trabalhador com deficiência física

Direct fluorescent antibody assay and polymerase chain reaction for the detection of Chlamydia trachomatis in patients with vernal keratoconjunctivitis

OBJECTIVES: To identify Chlamydia trachomatis via polymerase chain reaction and a direct fluorescent antibodyassay in patients with vernal keratoconjunctivitis while comparing the efficacies of both tests for detectingChlamydia trachomatis in these conditions. METHODS: Conjunctival scraping samples were obtained from 177 patients who were divided into two groups: avernal keratoconjunctivitis group (group A) and a control group (group B). The polymerase chain reaction and adirect fluorescent antibody assay were performed. Sensitivity, specificity, receiver operating characteristic curves,and areas under the curve were calculated for both tests in groups A and B. Receiver operating characteristic curveswere plotted using a categorical variable with only two possible outcomes (positive and negative). RESULTS: Statistical analysis revealed a significant association between vernal keratoconjunctivitis and Chlamydia trachomatis infection detected by a direct fluorescent antibody assay with high sensitivity and specificity. Allpatients in group A with positive polymerase chain reactions also presented with positive direct fluorescentantibody assays. CONCLUSION: The association between vernal keratoconjunctivitis and Chlamydia trachomatis infection wasconfirmed by positive direct fluorescent antibody assays in 49.4% of vernal keratoconjunctivitis patients and bypositive polymerase chain reactions in 20% of these patients. The direct fluorescent antibody assay detectedChlamydia trachomatis in a higher number of patients than did the polymerase chain reaction. Although thediagnosis of trachoma is essentially clinical, the disease may not be detected in vernal keratoconjunctivitis patients.Due to the high frequency of chlamydial infection detected in patients with vernal keratoconjunctivitis, we suggestconsidering routine laboratory tests to detect Chlamydia trachomatis in patients with severe and refractory allergicdisease

Recuperação de área degradada com sistema agroflorestal no Vale do Rio Doce, Minas Gerais.

O Vale do Rio Doce, MG, apresenta um histórico de ocupação e uso do solo que favorece a degradação ambiental, em que predominam pastagens sob o uso constante de queimadas. Os sistemas agroflorestais têm se mostrado eficientes na recuperação de áreas degradadas. Neste estudo foram avaliados os efeitos de um sistema agroflorestal na recuperação do solo em área degradada por pastagem na comunidade de Ilha Funda,Município de Periquito, Minas Gerais. A implantação do sistema se deu em 1994 e está sendo conduzido segundo os princípios agroecológicos, potencializando a regeneração natural e a sucessão de espécies. Em 1998, foram coletadas amostras de solo na área em recuperação e em duas áreas adjacentes: uma área degradada, que se encontrava em condições semelhantes às da área em recuperação no início do processo, e outra ocupada por pastagem. Foram determinados atributos químicos do solo e realizada a caracterização da matéria orgânica. O solo da área em recuperação com sistema agroflorestal mostrou-se em melhores condições do que o solo sob pastagem e o da área degradada, apresentando maior dinâmica do carbono orgânico e maior disponibilidade de nutrientes. Embora o teor de carbono orgânico total apresentado pelo solo sob pastagem tenha sido maior que nas demais condições avaliadas, o solo do sistema agroflorestal já está se igualando ao da pastagem no acúmulo das formas mais estáveis de carbono e apresentando maior dinâmica das frações orgânicas menos estáveis. Este estudo comprovou a eficiência dos sistemas agroflorestais, conduzidos segundo os princípios agroecológicos, na recuperação de áreas degradadas

Avaliação dos efeitos do inibidor multiquinase sorafenibe sobre as células musculares lisas arteriais de Rattus norvegicus: estudo in vitro / Evaluation of the effects of the multikinase inhibitor sorafenib on the arterial smooth muscle cells of Rattus norvegicus: an in vitro study

A ré estenose arterial é um processo inflamatório que pode ocorrer após colocação de stent por cateterismo. Os stents farmacológicos surgiram para reduzir esse problema e o inibidor multiquinase sorafenibe demonstrou ser um composto com ação efetiva. Este estudo in vitro avaliou os efeitos do sorafenibe sobre a citotoxicidade, migração celular e distribuição das células nas fases do ciclo celular. A linhagem celular de músculo liso de rato A7r5 foi tratada com sorafenibe em concentrações que variaram de 0 a 5 μM. Os efeitos citotóxicos foram avaliados por dois ensaios colorimétricos, MTT e SRB após 24 horas de tratamento. A distribuição das células nas fases do ciclo celular foi avaliada por citometria de fluxo e a capacidade de cicatrização/migração celular pelo ensaio scratch wound assay. Comparado com o controle positivo paclitaxel, o sorafenibe demonstrou um efeito 1,6 vezes maior na redução da proliferação celular. Na avaliação do ciclo celular, o sorafenibe mostrou um bloqueio na fase G0/G1. Além disso, o sorafenibe aumentou o número de A7r5 células na fase sub-G1, sugerindo morte celular. No entanto, no estudo de cicatrização/migração celular, não foi observado efeito quando comparado ao controle negativo. Assim, esses resultados in vitro sugerem que o sorafenibe é eficaz para uso em stents farmacológicos, sugerindo uma continuidade na investigação desse fármaco