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Master's Dissertation
DOI
https://doi.org/10.11606/D.85.2021.tde-08092021-123823
Document
Author
Full name
Larissa Lima Geraldes
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2021
Supervisor
Committee
Borrely, Sueli Ivone (President)
Pereira, Camilo Dias Seabra
Rosa, Jorge Marcos
Title in Portuguese
Eficiência da radiação ionizante na redução da toxicidade da Microcistina de Microcystis aeruginosa para Hyalella azteca
Keywords in Portuguese
H. azteca
M. aeruginosa
radiação ionizante
toxicidade
Abstract in Portuguese
O crescente despejo e acúmulo de matéria orgânica e nutrientes nos corpos hídricos possibilitam o processo de eutrofização. As principais causas desse enriquecimento são as descargas de esgotos domésticos e industriais sem o devido tratamento. A eutrofização pode levar a ocorrência de florações de cianofíceas, resultando em efeitos ambientais, econômicos e sociais. A ocorrência de florações de cianobactérias em corpos d'água utilizados para abastecimento humano representa riscos para a população devido à capacidade desses microrganismos de produzir metabólitos, como as cianotoxinas. Por essa razão, diversos trabalhos têm demonstrado interesse em estudar formas de minimizar a contaminação de águas por cianotoxinas. Estas toxinas são solúveis em água e não são adequadamente removidas pelo sistema de tratamento de água para fornecimento público, sendo necessários tratamentos auxiliares que possibilitem essa remoção. Para a avaliação do potencial de riscos das cianotoxinas para a biota dos reservatórios onde ocorre a floração das cianobactérias, o anfípode Hyalella azteca foi o organismo aquático selecionado para a realização dos ensaios de toxicidade. O objetivo deste trabalho foi otimizar o cultivo de Hyalella azteca em condições de laboratório e avaliar sua taxa de reprodução, a sobrevivência e a longevidade, bem como avaliar os efeitos agudos de amostras de Microcystis aeruginosa, por meio de ensaios ecotoxicológicos, empregando a radiação ionizante como tecnologia auxiliar para minimizar os efeitos das toxinas nos organismos a ela expostos. Os organismos-teste foram expostos à suspensão de cianobactérias do gênero Microcystis para avaliar a toxicidade de cianotoxinas para Hyalella azteca quando submetido a diversas concentrações de suspensão de cianofíceas em meio de cultivo ASM-1. As soluções foram irradiadas em acelerador de elétrons, e as doses estabelecidas em 2,5, 5 e 10 kGy. Em ensaios preliminares foram obtidos valores de CL50 de 3,66% para o efeito de toxicidade aguda ao ser exposto à suspensão de cianobactérias contendo Microcystis aeruginosa. Do tratamento com radiação ionizante com dose de 2,5 kGy não houve redução da toxicidade aguda para o organismo-teste. Entretanto, as doses de 5 kGy e 10 kGy reduziram a toxicidade de Microcystis aeruginosa para os organismos expostos. Foi possível observar que as concentrações-teste 10% e 20% das amostras tratadas apresentaram diminuição da toxicidade para o organismo Hyalella azteca quando comparadas a amostra não irradiada. Quando comparados os valores médios de CL50 de exposição a suspensão de cianofíceas (Microcystis aeruginosa) em meio de cultivo ASM-1 irradiado e não irradiado para Hyalella azteca é possível verificar que a solução-teste não irradiada apresentou maior grau de toxicidade (CL50 de 4,58 ± 1,47%). Esta circunstância caracteriza uma redução evidente da toxicidade da amostra, após ser submetida à radiação por feixe de elétrons. A dose de 10 kGy (CL50 de 31,01 ± 5,60%) se mostrou mais eficaz, em relação à dose de 5 kGy (CL50 de 14,55 ± 6,66%).
Title in English
Efficiency of ionizing radiation in reducing the toxicity of Microcystin from Microcystis aeruginosa for Hyalella azteca
Keywords in English
H. azteca
M. aeruginosa
ionizing radiation
toxicity
Abstract in English
The increasing dumping and accumulation of organic matter and nutrients in water bodies make the eutrophication process possible. The main causes of this enrichment are the discharge of untreated domestic and industrial sewage. Eutrophication can lead to the occurrence of harmful cyanobacterial blooms, causing environmental, economic and social effects. The occurrence of cyanobacterial blooms in water bodies used for human supply represents risks to the population due to the ability to produce metabolites, such as cyanotoxins. For this reason, several studies are interested in developing ways to minimize water contamination by cyanotoxins. These toxins are soluble in water and are not removed by the biological water treatment system for public supply, requiring auxiliary treatment to enable this removal. To assess the potential risk of cyanotoxins to the biota of reservoirs where cyanobacterial blooming occurs, the amphipod Hyalella azteca was the aquatic organism selected for the bioassays. The objective of this work was to optimize the cultivation of Hyalella azteca under laboratory conditions and to evaluate its reproduction rate, related and longevity, as well as to evaluate the acute effects of Microcystis aeruginosa, through ecotoxicological tests using ionizing radiation as auxiliary technology to minimize the effects of these organisms. The test organisms were exposed to the aqueous solution containing the cyanobacteria of the genus Microcystis to evaluate a cyanotoxin toxicity for Hyalella azteca when subjected to different rates of algal suspension in ASM-1 culture medium. The solutions were irradiated in an electron accelerator, and the common doses in 2.5, 5 and 10 kGy. In preliminary tests, LC50 values of 3.66 % were obtained for the effect of acute toxicity when exposed to the aqueous solution containing the cyanophyte Microcystis aeruginosa. From the treatment with ionizing radiation with a dose of 2.5 kGy, there was no reduction in acute toxicity to the test organism. However, doses of 5 kGy and 10 kGy reduced the toxicity of Microcystis aeruginosa to exposed organisms. It was possible to observe that the test concentrations 10% and 20% of the treated samples showed a decrease in toxicity to the Hyalella azteca organismo when compared to the non-irradiated sample. When comparing the mean values of LC50 of exposure to algal suspension (Microcystis aeruginosa) in irradiated and non-irradiated ASM-1 culture medium for Hyalella azteca, it is possible to verify that the non-irradiated test solution presented a higher degree of toxicity (LC50 of 4.58 ± 1.47 %). This circumstance characterizes an evident reduction in the toxicity of the sample, after being submitted to radiation by electron beam. The dose of 10 kGy (LC50 of 31.01 ± 5.60 %) proved to be more effective, in relation to the dose of 5 kGy (LC50 of 14.55 ± 6.66 %).
 
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Publishing Date
2021-09-09
 
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