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Tese de Doutorado
DOI
10.11606/T.18.2007.tde-11102007-101157
Documento
Autor
Nome completo
Renata Akemi Takenaka
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Carlos, 2007
Orientador
Banca examinadora
Rocha, Odete (Presidente)
Di Bernardo, Luiz
Espíndola, Evaldo Luiz Gaeta
Melão, Maria da Graça Gama
Sant'Anna, Célia Leite
Título em português
Avaliação da toxicidade de Microcystis aeruginosa e de florações naturais de cianobactérias de reservatórios do rio Tietê, SP
Palavras-chave em português
Cianobactérias
Dafinídeos
Extratos brutos
Fitoplâncton
Linhagem NPLJ-4
Microcistinas
Microcystis
Testes de toxicidade
Resumo em português
Os efeitos de cianobactérias sobre organismos aquáticos planctônicos foram avaliados, visando caracterizar e quantificar as cianotoxinas e determinar a toxicidade de uma linhagem em cultura monoespecífica e de florações naturais de reservatórios do rio Tietê, SP. Assim, cultivou-se uma linhagem (NPLJ-4) de Microcystis aeruginosa, reconhecidamente tóxica, em meio ASM-1 a 25°C e fotoperíodo de 12h luz/12h escuro em câmara incubadora, avaliando-se sua toxicidade em diferentes estágios do crescimento populacional (meio e final da fase exponencial, fase estacionária e fase senescente), por meio de testes ecotoxicológicos com os organismos-teste Ceriodaphnia dubia e C. silvestrii. Esses testes foram realizados de acordo com normas padronizadas pela ABNT, sendo utilizados também para avaliar a toxicidade das florações naturais e a eficiência de diferentes processos de tratamento de água na remoção de células, microcistinas e subprodutos de cianobactérias. Os resultados indicaram aumento na concentração de microcistinas com o crescimento populacional da cianobactéria. Os extratos na fase estacionária tiveram menor toxicidade, enquanto nas demais fases causaram efeito tóxico agudo, resultando em valores de CE50; 48h de: 1,4 - 4,7 × '10 POT.6' cel/mL (meio fase exponencial), 1,6 - 8,7 × '10 POT.6' cel/mL (final fase exponencial), 7,5 - 14,1 × '10 POT.6' cel/mL (fase estacionária) e 1,9 - 4,6 × '10 POT.6' cel/mL (fase senescente) para C. dubia; e 1,9 - 5,4 × '10 POT.6' cel/mL (meio fase exponencial), 1,6 - 10,9 × '10 POT.6' cel/mL (final fase exponencial), 10,2 - 15,4 × '10 POT.6' cel/mL (fase estacionária) e 2,0 - 4,2 × '10 POT.6' cel/mL (fase senescente) para C. silvestrii. Células livres de Microcystis (M. aeruginosa, M. panniformis e M. protocystis) e Pseudanabaena mucicola foram as cianobactérias dominantes nas florações dos reservatórios de Barra Bonita e células livres de Microcystis (M. aeruginosa e M. panniformis), no de Promissão. A dominância das cianobactérias em ambos os reservatórios pode estar relacionada a períodos de estabilidade da coluna de água, razões N/P de 8 - 13 (Barra Bonita) e 19 - 20 (Promissão) na superfície, temperatura da água de 19 - 30°C (Barra Bonita) e 26 - 28°C (Promissão) e disponibilidade de nutrientes (0,05 - 0,26 mg/L de fósforo total para Barra Bonita e 0,01 - 0,05 mg/L P-total para Promissão), devido ao grau de trofia dos reservatórios. A água de ambos os reservatórios, coletada durante as florações, apresentou toxicidade aos dafinídeos, sendo que a água de Barra Bonita foi mais tóxica do que a de Promissão. Todos os extratos brutos de material oriundo das florações naturais apresentaram microcistinas (239 - 1647 µg/L para Barra Bonita e 192 - 1295 µg/L para Promissão) e causaram toxicidade aguda aos dafinídeos, com valores de CE50; 48h de: 87 - 282 mg/L (Barra Bonita) e 146 - 428 mg/L (Promissão) para C. dubia, e 98 - 546 mg/L (Barra Bonita) e 110 - 391 mg/L (Promissão) para C. silvestrii. Concentrações dos extratos a partir de 80 mg/L (Barra Bonita) e 100 mg/L (Promissão) afetaram adversamente a sobrevivência e a reprodução dos dafinídeos. Os resultados mostram riscos à biota natural e à saúde humana, bem como comprometimento dos usos múltiplos dos reservatórios, exigindo ações remediadoras e, sobretudo, preventivas para conter o processo de eutrofização.
Título em inglês
Toxicity evaluation of Microcystis aeruginosa cultures and natural cyanobacteria blooms from reservoirs of Tietê river, SP
Palavras-chave em inglês
Crude extracts
Cyanobacteria
Daphnids
Microcystins
Microcystis
NPLJ-4 strain
Phytoplankton
Toxicity tests
Resumo em inglês
The effects of cyanobacteria upon aquatic organisms were evaluated, aiming to characterize and quantify the toxins of both, a monospecific cyanobacterial culture and material from natural blooms occurring in the reservoirs of Tietê river, SP. The already known toxic strain NPLJ-4 of Microcystis aeruginosa was cultured in ASM-1 medium at 25 Celsius degrees and 12h light/12h dark in the incubator, in order to evaluate its toxicity at different stages of the culture growth by ecotoxicological tests using the cladocerans Ceriodaphnia dubia and C. silvestrii as test-organisms. These tests were carried out according to the procedures standardized by ABNT, in order to evaluate also the toxicity of natural blooms and the efficiency of different water treatment processes in removing cells, microcystins and by-products of cyanobacteria. The results obtained indicated an increase in the concentration of microcystins along the cyanobacterial culture growth. Extracts from the stationary phase of the culture were less toxic compared with those from the other phases which had acute toxicity and adversely affected cladoceran survival, resulting in EC50; 48h values of 1,4 - 4,7 × '10 POT.6' cells/mL (middle exponential phase), 1,6 - 8,7 × '10 POT.6' cells/mL (final exponential phase), 7,5 - 14,1 × '10 POT.6' cells/mL (stationary phase) and 1,9 - 4,6 × '10 POT.6' cells/mL (senescent phase) for C. dubia; and 1,9 - 5,4 × '10 POT.6' cells/mL (middle exponential phase), 1,6 - 10,9 × '10 POT.6' cells/mL (final exponential phase), 10,2 - 15,4 × '10 POT.6' cells/mL (stationary phase) and 2,0 - 4,2 × '10 POT.6' cells/mL (senescent phase) for C. silvestrii. Cells of Microcystis (Microcystis aeruginosa, M. panniformis and M. protocystis) and Pseudanabaena mucicola were cyanobacteria species dominant in the Barra Bonita reservoir and cells of Microcystis (M. aeruginosa and M. panniformis), in the Promissão reservoir. The dominance of cyanobacteria in both studied reservoirs was related to the stability of the water column, N/P ratios of 8 to 13 (Barra Bonita) and 19 to 20 (Promissão), high water temperatures (19 - 30°C for Barra Bonita and 26 - 28°C for Promissão) and high nutrient availability (0,05 - 0,26 mg/L total phosphorus for Barra Bonita, and 0,01 - 0,05 mg/L total P for Promissão) as a consequence of the trophic state of the reservoirs. The water from Barra Bonita reservoir during the cyanobacterial blooms was more toxic to daphnids than that from Promissão reservoir. Crude extracts from all cyanobacteria blooms tested presented microcystins (239 - 1647 µg/L for Barra Bonita and 192 - 1295 µg/L for Promissão) and caused acute toxicity to daphnids, resulting in EC50; 48h values of 87 - 282 mg/L (Barra Bonita) and 146 - 428 mg/L (Promissão) for C. dubia, and 98 - 546 mg/L (Barra Bonita) and 110 - 391 mg/L (Promissão) for C. silvestrii. Crude extracts concentrations above 80 mg/L to Barra Bonita and 100 mg/L to Promissão adversely affected the survival and reproduction of daphnids. The results obtained evidenced the risks to the natural biota and possibly to the human health, and can therefore jeopardize the multiple uses of the reservoirs. They reveal the urgent necessity for remedial action, particularly to slow down and to prevent eutrophication.
 
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TAKENAKA2007.pdf (2.23 Mbytes)
Data de Publicação
2007-10-16
 
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