Degradation and inactivation of adenovirus in water by photo-electro-oxidation / Degradação e inativação de adenovírus na água por fotoeletrooxidação

The present study analyzed the efficiency of the photo-electro-oxidation process as a method for degradation and inactivation of adenovirus in water. The experimental design employed a solution prepared from sterile water containing 5.107 genomic copies/L (gc/L) of a standard strain of human adenovirus type 5 (HAdV-5) divided into two equal parts, one to serve as control and one treated by photo-electro-oxidation (PEO) for 3 hours and with a 5A current. Samples collected throughout the exposure process were analyzed by real-time polymerase chain reaction (qPCR) for viral genome identification and quantitation. Prior to gene extraction, a parallel DNAse treatment step was carried out to assess the integrity of viral particles. Integrated cell culture (ICC) analyses assessed the viability of infection in a cell culture. The tested process proved effective for viral degradation, with a 7 log10 reduction in viral load after 60 minutes of treatment. The DNAse-treated samples exhibited complete reduction of viral load after a 75 minute exposure to the process, and ICC analyses showed completely non-viable viral particles at 30 minutes of treatment.

Resumo O presente estudo analisou a eficiência do processo de fotoeletrooxidação como metodologia para a degradação e inativação de adenovírus em água. A concepção experimental emprega uma solução preparada a partir de água estéril contendo 5,107 cópias genômicas/L (gc/L) de uma amostra padrão de adenovírus humano tipo 5 (HAdV-5), dividida em duas partes iguais, uma para servir como controle e outra tratada por fotoeletrooxidação (PEO) durante 3 horas e com uma corrente de 5A. As amostras recolhidas durante o processo de exposição foram analisadas por PCR quantitativo em tempo real (qPCR) para identificação e quantificação do genoma viral. Antes da extração de ácidos nucleicos, um passo de tratamento com DNAse paralelo foi realizado para avaliar a integridade das partículas virais. Um ensaio de qPCR integrado à cultura de células (ICC-qPCR) permitiu analisar a viabilidade de infecção em uma cultura de células. O processo mostrou-se eficaz testada para a degradação viral, com uma redução de 7 log10 da carga viral após 60 minutos de tratamento. As amostras tratadas com DNAse exibiram redução completa da carga viral após uma exposição de 75 minutos ao processo, e a análise de ICC-qPCR mostrou partículas virais completamente não-viáveis ​​em 30 minutos de tratamento.

Cytotoxicity assays to evaluate tannery effluents treated by photoelectrooxidation / Ensaios de citotoxicidade na avaliação de efluentes de curtume tratados por fotoeletrooxidação

The advanced oxidation process (AOP) is used to increase the treatment efficiency of effluents however, it is necessary to compare the toxicity of treated and untreated effluents to evaluate if the decontamination process does not cause any biological harm. Cultured cells have been previously used to assess the genotoxic and cytotoxic potential of various compounds. Hence, the aim of this work was to assess the applicability of cytotoxicity assays to evaluate the toxicity related to the AOP treatment. Samples of an industrial effluent were collected after their treatment by a conventional method. Cytotoxicity of standard and AOP treated effluents was assessed in CRIB and HEp-2 cell line using the MTT and neutral red assays. We observed decrease at cell viability in the both assays (50% MTT and 13% NRU) when cells were exposed to the AOP treatment in the highest concentration. Thus, cytotoxic assays in cultured cells can be explored as an useful method to evaluate toxicity as well as to optimize effluents treatment process.

Resumo O processo de oxidação avançada (POA) tem sido usado para aumentar a eficiência do tratamento de efluentes; no entanto, é necessário comparar a toxicidade de efluentes tratados e não tratados para avaliar se o processo de descontaminação não é capaz de causar algum risco biológico. Cultivos celulares têm sido utilizados para avaliar o potencial genotóxico e citotóxico de vários compostos. Assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar a aplicabilidade de ensaios de citotoxicidade para avaliar a toxicidade relacionada ao tratamento com POA. As amostras de um efluente industrial foram recolhidas após o tratamento por um método convencional. A citotoxicidade dos efluentes padrão e tratado com POA foi avaliada nas linhagens celulares CRIB e HEp-2 usando os ensaios do MTT e do vermelho neutro. Observou-se diminuição da viabilidade celular em ambos os ensaios (50% MTT e 13% VN) quando as células foram expostas à concentração mais elevada do efluente tratado com POA. Assim, os ensaios de citotoxicidade em cultivos celulares podem ser explorados como um método útil para avaliar a toxicidade, bem como para otimizar os processos de tratamento de efluentes.

Degradation and inactivation of adenovirus in water by photo-electro-oxidation

The present study analyzed the efficiency of the photo-electro-oxidation process as a method for degradation and inactivation of adenovirus in water. The experimental design employed a solution prepared from sterile water containing 5.107 genomic copies/L (gc/L) of a standard strain of human adenovirus type 5 (HAdV-5) divided into two equal parts, one to serve as control and one treated by photo-electro-oxidation (PEO) for 3 hours and with a 5A current. Samples collected throughout the exposure process were analyzed by real-time polymerase chain reaction (qPCR) for viral genome identification and quantitation. Prior to gene extraction, a parallel DNAse treatment step was carried out to assess the integrity of viral particles. Integrated cell culture (ICC) analyses assessed the viability of infection in a cell culture. The tested process proved effective for viral degradation, with a 7 log10 reduction in viral load after 60 minutes of treatment. The DNAse-treated samples exhibited complete reduction of viral load after a 75 minute exposure to the process, and ICC analyses showed completely non-viable viral particles at 30 minutes of treatment.

Resumo O presente estudo analisou a eficiência do processo de fotoeletrooxidação como metodologia para a degradação e inativação de adenovírus em água. A concepção experimental emprega uma solução preparada a partir de água estéril contendo 5,107 cópias genômicas/L (gc/L) de uma amostra padrão de adenovírus humano tipo 5 (HAdV-5), dividida em duas partes iguais, uma para servir como controle e outra tratada por fotoeletrooxidação (PEO) durante 3 horas e com uma corrente de 5A. As amostras recolhidas durante o processo de exposição foram analisadas por PCR quantitativo em tempo real (qPCR) para identificação e quantificação do genoma viral. Antes da extração de ácidos nucleicos, um passo de tratamento com DNAse paralelo foi realizado para avaliar a integridade das partículas virais. Um ensaio de qPCR integrado à cultura de células (ICC-qPCR) permitiu analisar a viabilidade de infecção em uma cultura de células. O processo mostrou-se eficaz testada para a degradação viral, com uma redução de 7 log10 da carga viral após 60 minutos de tratamento. As amostras tratadas com DNAse exibiram redução completa da carga viral após uma exposição de 75 minutos ao processo, e a análise de ICC-qPCR mostrou partículas virais completamente não-viáveis em 30 minutos de tratamento.

Cytotoxicity assays to evaluate tannery effluents treated by photoelectrooxidation

The advanced oxidation process (AOP) is used to increase the treatment efficiency of effluents however, it is necessary to compare the toxicity of treated and untreated effluents to evaluate if the decontamination process does not cause any biological harm. Cultured cells have been previously used to assess the genotoxic and cytotoxic potential of various compounds. Hence, the aim of this work was to assess the applicability of cytotoxicity assays to evaluate the toxicity related to the AOP treatment. Samples of an industrial effluent were collected after their treatment by a conventional method. Cytotoxicity of standard and AOP treated effluents was assessed in CRIB and HEp-2 cell line using the MTT and neutral red assays. We observed decrease at cell viability in the both assays (50% MTT and 13% NRU) when cells were exposed to the AOP treatment in the highest concentration. Thus, cytotoxic assays in cultured cells can be explored as an useful method to evaluate toxicity as well as to optimize effluents treatment process.

Resumo O processo de oxidação avançada (POA) tem sido usado para aumentar a eficiência do tratamento de efluentes; no entanto, é necessário comparar a toxicidade de efluentes tratados e não tratados para avaliar se o processo de descontaminação não é capaz de causar algum risco biológico. Cultivos celulares têm sido utilizados para avaliar o potencial genotóxico e citotóxico de vários compostos. Assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar a aplicabilidade de ensaios de citotoxicidade para avaliar a toxicidade relacionada ao tratamento com POA. As amostras de um efluente industrial foram recolhidas após o tratamento por um método convencional. A citotoxicidade dos efluentes padrão e tratado com POA foi avaliada nas linhagens celulares CRIB e HEp-2 usando os ensaios do MTT e do vermelho neutro. Observou-se diminuição da viabilidade celular em ambos os ensaios (50% MTT e 13% VN) quando as células foram expostas à concentração mais elevada do efluente tratado com POA. Assim, os ensaios de citotoxicidade em cultivos celulares podem ser explorados como um método útil para avaliar a toxicidade, bem como para otimizar os processos de tratamento de efluentes.

Toxicity effects of nickel electroplating effluents treated by photoelectrooxidation in the industries of the Sinos River Basin / Avaliação do efeito tóxico de efluentes oriundos da indústria galvânica na região da Bacia do Rio dos Sinos após o tratamento pelo processo de fotoeletrooxidação

The Sinos river Basin is an industrial region with many tanneries and electroplating plants in southern Brazil. The wastewater generated by electroplating contains high loads of salts and metals that have to be treated before discharge. After conventional treatment, this study applied an advanced oxidative process to degrade organic additives in the electroplating bright nickel baths effluent. Synthetic rinsing water was submitted to physical-chemical coagulation for nickel removal. The sample was submitted to ecotoxicity tests, and the effluent was treated by photoelectrooxidation (PEO). The effects of current density and treatment time were evaluated. The concentration of total organic carbon (TOC) was 38% lower. The toxicity tests of the effluent treated using PEO revealed that the organic additives were partially degraded and the concentration that is toxic for test organisms was reduced.

A Bacia do Rio dos Sinos é uma região do Sul do Brasil que sedia um importante pólo da indústria coureiro-calçadista incluindo, desde o beneficiamento das peles, em curtumes, à fabricação dos acessórios, em indústrias metalúrgicas e de galvanoplastia. O efluente gerado por processos galvânicos contém carga elevada de sais e metais que devem ser tratados antes do descarte. Neste artigo foi avaliada a aplicação de um processo oxidativo avançado após o tratamento convencional do efluente, visando degradar os aditivos orgânicos presentes nos efluentes dos banhos de eletrodeposição de níquel brilhante. Um efluente sintético foi tratado pelo processo físico-químico de coagulação para a remoção do níquel. A amostra foi, então, submetida a testes de ecotoxicidade e, em seguida, o efluente foi tratado pelo processo de fotoeletrooxidação (FEO). A influência da densidade de corrente e o tempo de tratamento foram avaliados. Foi verificada uma redução de carbono orgânico total superior a 38%. Os ensaios de ecotoxicidade para o efluente tratado por fotoeletroxidação indicaram que a FEO degradou parcialmente os aditivos orgânicos e reduziu a concentração que provoca efeitos tóxicos para os organismos teste.

Degradation of cyanotoxins (microcystin) in drinking water using photoelectrooxidation / Degradação de cianotoxinas (microcistinas) em água potável aplicando fotoeletrooxidação

The discharge of sewage and industrial effluents containing high concentrations of pollutants in water bodies increases eutrophication. Cyanobacteria, some of the organisms whose growth is promoted by high nutrient concentrations, are resistant and produce several types of toxins, known as cyanotoxins, highly harmful to human beings. Current water treatment systems for the public water supply are not efficient in degradation of toxins. Advanced oxidation processes (AOP) have been tested for the removal of cyanotoxins, and the results have been positive. This study examines the application of photoelectrooxidation in the degradation of cyanotoxins (microcystins). The performance of the oxidative processes involved was evaluated separately: Photocatalysis, Electrolysis and Photoelectrooxidation. Results showed that the electrical current and UV radiation were directly associated with toxin degradation. The PEO system is efficient in removing cyanotoxins, and the reduction rate reached 99%. The final concentration of toxin was less than 1 µg/L of microcystin in the treated solution.

A descarga de esgotos e efluentes industriais contendo altas concentrações de poluentes nos corpos d'água aumenta a eutrofização. As cianobactérias, são organismos cujo crescimento é promovido por concentrações elevadas de nutrientes, são resistentes e produzem vários tipos de toxinas conhecidas, como cianotoxinas, altamente prejudiciais para os seres humanos. Os sistemas atuais de tratamento de água para o abastecimento público de água não são eficientes na degradação destas toxinas. Processos oxidativos avançados (POA) foram testados para a remoção de cianotoxinas, e os resultados têm sido positivos. Este estudo avalia o processo de fotoeletrooxidação (FEO) na degradação de cianotoxinas (microcistinas). Foi avaliado o desempenho dos processos envolvidos separadamente: fotocatalisis, eletrólise e fotoeletrooxidação. Os resultados mostram que a potencia da radiação UV e da corrente elétrica estão diretamente associados com a degradação de toxinas. O sistema de FEO é eficiente na remoção de cianotoxinas e a redução foi de 99%. A concentração final de toxina foi inferior a 1 g / L de microcistina na solução tratada.

Toxicity effects of nickel electroplating effluents treated by photoelectrooxidation in the industries of the Sinos River Basin

p>The Sinos river Basin is an industrial region with many tanneries and electroplating plants in southern Brazil. The wastewater generated by electroplating contains high loads of salts and metals that have to be treated before discharge. After conventional treatment, this study applied an advanced oxidative process to degrade organic additives in the electroplating bright nickel baths effluent. Synthetic rinsing water was submitted to physical-chemical coagulation for nickel removal. The sample was submitted to ecotoxicity tests, and the effluent was treated by photoelectrooxidation (PEO). The effects of current density and treatment time were evaluated. The concentration of total organic carbon (TOC) was 38% lower. The toxicity tests of the effluent treated using PEO revealed that the organic additives were partially degraded and the concentration that is toxic for test organisms was reduced. /p>

p>A Bacia do Rio dos Sinos é uma região do Sul do Brasil que sedia um importante pólo da indústria coureiro-calçadista incluindo, desde o beneficiamento das peles, em curtumes, à fabricação dos acessórios, em indústrias metalúrgicas e de galvanoplastia. O efluente gerado por processos galvânicos contém carga elevada de sais e metais que devem ser tratados antes do descarte. Neste artigo foi avaliada a aplicação de um processo oxidativo avançado após o tratamento convencional do efluente, visando degradar os aditivos orgânicos presentes nos efluentes dos banhos de eletrodeposição de níquel brilhante. Um efluente sintético foi tratado pelo processo físico-químico de coagulação para a remoção do níquel. A amostra foi, então, submetida a testes de ecotoxicidade e, em seguida, o efluente foi tratado pelo processo de fotoeletrooxidação (FEO). A influência da densidade de corrente e o tempo de tratamento foram avaliados. Foi verificada uma redução de carbono orgânico total superior a 38%. Os ensaios de ecotoxicidade para o efluente tratado por fotoeletroxidação indicaram que a FEO degradou parcialmente os aditivos orgânicos e reduziu a concentração que provoca efeitos tóxicos para os organismos teste. /p>

Degradation of cyanotoxins (microcystin) in drinking water using photoelectrooxidation

p>The discharge of sewage and industrial effluents containing high concentrations of pollutants in water bodies increases eutrophication. Cyanobacteria, some of the organisms whose growth is promoted by high nutrient concentrations, are resistant and produce several types of toxins, known as cyanotoxins, highly harmful to human beings. Current water treatment systems for the public water supply are not efficient in degradation of toxins. Advanced oxidation processes (AOP) have been tested for the removal of cyanotoxins, and the results have been positive. This study examines the application of photoelectrooxidation in the degradation of cyanotoxins (microcystins). The performance of the oxidative processes involved was evaluated separately: Photocatalysis, Electrolysis and Photoelectrooxidation. Results showed that the electrical current and UV radiation were directly associated with toxin degradation. The PEO system is efficient in removing cyanotoxins, and the reduction rate reached 99%. The final concentration of toxin was less than 1 µg/L of microcystin in the treated solution. /p>

p>A descarga de esgotos e efluentes industriais contendo altas concentrações de poluentes nos corpos d'água aumenta a eutrofização. As cianobactérias, são organismos cujo crescimento é promovido por concentrações elevadas de nutrientes, são resistentes e produzem vários tipos de toxinas conhecidas, como cianotoxinas, altamente prejudiciais para os seres humanos. Os sistemas atuais de tratamento de água para o abastecimento público de água não são eficientes na degradação destas toxinas. Processos oxidativos avançados (POA) foram testados para a remoção de cianotoxinas, e os resultados têm sido positivos. Este estudo avalia o processo de fotoeletrooxidação (FEO) na degradação de cianotoxinas (microcistinas). Foi avaliado o desempenho dos processos envolvidos separadamente: fotocatalisis, eletrólise e fotoeletrooxidação. Os resultados mostram que a potencia da radiação UV e da corrente elétrica estão diretamente associados com a degradação de toxinas. O sistema de FEO é eficiente na remoção de cianotoxinas e a redução foi de 99%. A concentração final de toxina foi inferior a 1 g / L de microcistina na solução tratada. /p>