Dados da Tese de Doutorado

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Autor(a): Allan Amorim Santos

Título:Mitigação de florações de cianobactérias e seus metabólitos: Efeitos do peróxido de hidrogênio e degradação biológica de cianopeptídeos..

Ano:2020.    Texto completo em PDF

Resumo:

As florações de cianobactérias estão se tornando cada vez mais recorrentes nos corpos hídricos do mundo inteiro, comprometendo a qualidade da água com efeitos danosos tanto para o ecossistema como para a saúde pública. Tal problemática está associada ao fato de cianobactérias serem organismos potencialmente produtores de compostos tóxicos para os seres humanos (cianotoxinas). O presente trabalho buscou investigar processos envolvidos na mitigação de florações de cianobactérias e biodegradação de cianopeptídeos. Primeiramente, foram avaliados os efeitos da aplicação de peróxido de hidrogênio nos parâmetros limnológicos (fatores físicos, químicos e fitoplâncton) e no bacterioplâncton de um reservatório de água usado para o abastecimento público de Fortaleza (CE). Também foi investigada a capacidade de biodegradação do peptídeo microcistina (cianotoxina) por uma comunidade microbiana de tamanho reduzido recuperada da lagoa de Jacarepaguá (RJ), além da degradação de microcistinas e outros peptídeos realizada por linhagens bacterianas isoladas. Os ambientes utilizados como modelo de estudo possuem histórico de florações de cianobactérias com o registro de dominância de gêneros como Microcystis e Planktothrix. O tratamento com H2O2, em escala de mesocosmos, resultou na supressão da floração de cianobactérias em até 72h, comparado a condição controle. No último tempo amostral (120h), houve um aumento de algas verdes na condição experimental de acordo com a análise de clorofila por fluorescência, evidenciando uma regeneração e readaptação deste grupo após o H2O2. Em paralelo, foi possível notar um pequeno aumento do grupo das cianobactérias, tanto pela análise de clorofila como metagenômica (16S rRNA), e que esteve relacionado principalmente ao gênero Cyanobium. Ainda, de acordo com a metagenômia, também foi observada uma modificação da composição do bacterioplâncton após o uso do H2O2, com a predominância do gênero Exiguobacterium. A capacidade de biodegradação de microcistina foi avaliada em amostras de água superficial da lagoa de Jacarepaguá (RJ), ao longo de 7 dias, a partir de comunidades microbianas de tamanho reduzido e obtidas por filtração. Assim, estas comunidades foram separadas em frações menores que 0.45 μm (<0.45) ou menores que 0.22 μm (<0.22). Ambas foram caracterizadas quanto à ultraestrutura por microscopia eletrônica de transmissão, e composição taxonômica por metagenômica (16S rRNA), nos tempos de incubação de 0 e 7 dias. Após 7 dias foram observadas alterações morfológicas em ambas as comunidades independente da presença de microcistina. A composição taxonômica de ambas as comunidades mudou em função do tempo e da presença/ausência de microcistina, em relação a composição selecionada inicialmente após a filtração (<0.45 ou <0.22). Na presença de microcistina, táxons já descritos como degradadores desta toxina aumentaram em abundância, especialmente representantes da ordem Methylophilales. Além de investigar a degradação de microcistina por consórcios microbianos, caracterizamos a degradação de diversos peptídeos purificados pelas bactérias Sphingosinicella microcystinivorans (cepa Y2) e Paucibacter toxinivorans (cepa 2C20). Foi possível observar a degradação de cinco variantes de microcistinas e outros cinopeptídeos ao longo de 7 dias apenas pela bactéria P. toxinivorans. Peptídeos de origens biológicas distintas também foram testados. P. toxinivorans apresentou taxas de degradação diferentes quando os peptídeos foram oferecidos individualmente ou misturados, observação relevante para futura aplicação em processo de remediação. Logo, este estudo contribuiu para a investigação acerca de tecnologias alternativas no tratamento de água, voltadas para mitigação de florações de cianobactérias ou remediação de cianotoxinas, com perspectiva de otimizá-las como metodologias seguras, eficientes e disponíveis em maior escala.

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