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Master's Dissertation
DOI
https://doi.org/10.11606/D.87.2022.tde-23102023-093952
Document
Author
Full name
Janaina Magalhães Flôr
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2022
Supervisor
Committee
Schenberg, Ana Clara Guerrini (President)
Cruz, Alexandra Manoela Oliveira
Nascimento, Heliana de Azevedo Franco do
Rodgher, Suzelei
Title in Portuguese
Análise da comunidade de microalgas encontrada em lago ácido de mina de urânio (Caldas-MG): bioprospecção para avaliação de potencial biotecnológico
Keywords in Portuguese
Biorremediação
Biotecnologia
Drenagem ácida de mina
Microalgas
Prospecção tecnológica
Abstract in Portuguese
Ambientes antropogênicos extremos, como aqueles encontrados em áreas de mineração, são locais interessantes para estudos de biodiversidade e bioprospecção de organismos capazes de se desenvolverem e sobreviverem em tais ambientes. A primeira mina de extração de minério de urânio a ter sua jazida explorada no Brasil está localizada na região do Planalto de Poços de Caldas (Minas Gerais) e, atualmente, as atividades de mineração não ocorrem mais no local. Ainda assim, ocorre no local um grave problema ambiental: a drenagem ácida de mina em amostras de água. Neste contexto, torna-se necessário garantir a proteção dos seres humanos e do meio ambiente como um todo, dos efeitos das substâncias radioativas em locais sob influência de lançamentos de efluentes radioativos. Uma alternativa para monitorar tais ambientes é através da análise da comunidade de microalgas em amostras de água existentes no local para fornecer informações sobre espécies com potencial biotecnológico em ações de remediação. No presente estudo, foi realizada uma análise e interpretação de dados anteriormente levantados sobre a composição da comunidade de microalgas e também de cianobactérias em amostras de água encontrada na cava da mina de urânio da Unidade de Descomissionamento de Caldas - UDC/INB (ponto CM) e na Represa das Antas (ponto 14), a jusante do lançamento dos efluentes radioativos tratados provenientes da UDC/INB, e realizada a comparação de resultados obtidos nestes locais de amostragem com o objetivo de identificar as espécies presentes e que desempenham papeis importantes na área biotecnológica. Também foi realizada uma busca de patentes, com o intuito de avaliar o panorama de prospecção tecnológica a respeito da aplicação de microalgas em biorremediação, dando uma ideia do cenário das aplicações industriais que já estão em andamento atualmente. Como resultado, esperava-se encontrar uma diversidade de microalgas bem menor em CM do que em P14. Entretanto, os resultados foram bem semelhantes: em ambos os locais de amostragem, foi encontrada uma flora de microalgas e cianobactérias taxonomicamente diversa, sendo representada por 25 táxons no ponto CM e 28 em P14, dominados pelas classes Bacillariophyceae e Chlorophyceae. Além disso, para P14 foi registrado um grande número de representantes da classe Dinophyceae. De todos os organismos registrados no presente estudo, muitos foram comuns para ambos os locais de amostragem, mas alguns táxons foram registrados somente no ponto CM, ponto com baixo pH (3,8) e elevadas concentrações de metais, como Mn, U e Zn. Das microalgas que foram registradas somente em CM, Chlamydomonas sp., Desmodesmus sp. e Botryococcus sp. se destacam com relação à biotecnologia, pois em busca na literatura, foi identificado que estas microalgas são muito usadas em processos biotecnológicos de remediação ambiental, remoção de contaminantes de águas residuais, produção de biocombustíveis, pigmentos, medicamentos, entre outros, assim como Euglena sp., que também foi registrada em P14. Nos últimos 5 anos, tendo como base de consulta apenas a plataforma WIPO, foram registradas 178 patentes utilizando microalgas em processos de remediação, até o momento da pesquisa. Embora seja recente a utilização de microalgas com o objetivo de produzir compostos e/ou produtos de alto valor, já existem empresas consolidadas atualmente no mercado, mostrando ser este um caminho bastante promissor e ambientalmente sustentável.
Title in English
Analysis of the microalgae community found in acid lake of uranium mine (Caldas-MG): bioprospecting for evaluation of biotechnological potential.
Keywords in English
Acid Mine Drainage
Bioremediation
Biotechnology
Microalgae
Technological prospecting
Abstract in English
Extreme anthropogenic environments, like those found in mining areas, are interesting for biodiversity studies and bioprospection of living organisms capable of developing and surviving in such environments. The first uranium mine that had its deposit explored in Brazil is in the region of the Poços de Caldas Plateau (Minas Gerais) and currently, mining activities no longer take place there. Still, a serious environmental problem occurs at the site: acid mine drainage in water samples. In this context, it is necessary to guarantee the protection of human beings and the environment from the effects of radioactive substances in places under the influence of releases of radioactive effluents. An alternative to monitor such environments is through the analysis of the microalgae community in existing water samples at the site to provide information on species with biotechnological potential in remediation actions. In the present study, an analysis and interpretation of previously collected data was carried out on the composition of the microalgae community and also of cyanobacteria in samples of water found in the uranium mine pit of the Caldas Decommissioning Unit - UDC/INB (point CM) and at Represa das Antas (point 14), downstream of the release of treated radioactive effluents from the UDC/INB, and a comparison of the results obtained at these sampling sites was carried out in order to identify the species present and that play important roles in the area biotechnology. A patent search was also carried out, with the aim of evaluating the technological prospecting scenario regarding the application of microalgae in bioremediation, giving an idea of the scenario of industrial applications that are currently in progress. As a result, it was expected to find a much lower diversity of microalgae in CM than in P14. However, the results were very similar: in both sampling sites, a taxonomically diverse flora of microalgae and cyanobacteria was found, being represented by 25 taxa at the CM point and 28 at P14, dominated by the classes Bacillariophyceae and Chlorophyceae. In addition, for P14 many representatives of the Dinophyceae class were recorded. Of all the organisms recorded in the present study, many were common for both sampling sites, but some taxa were recorded only at the CM site, a site with low pH (3.8) and high concentrations of metals such as Mn, U and Zn. Of the microalgae that were registered only in CM, Chlamydomonas sp., Desmodesmus sp. and Botryococcus sp. stand out in relation to biotechnology, since in a search in the literature, it was identified that these microalgae are widely used in biotechnological processes of environmental remediation, removal of contaminants from water waste, production of biofuels, pigments, medicines, among others, as well as Euglena sp., which was also recorded in P14. In the last 5 years, based only on the WIPO platform, 178 patents were registered using microalgae in remediation processes, until the moment of the research. Although the use of microalgae with the aim of producing high-value compounds and/or products is recent, there are already consolidated companies currently in the market, showing that this is a very promising and environmentally sustainable path.
 
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Release Date
2026-01-14
Publishing Date
2024-01-16
 
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